EP4173028B1 - Method and device for bonding substrates - Google Patents

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EP4173028B1
EP4173028B1 EP20735550.4A EP20735550A EP4173028B1 EP 4173028 B1 EP4173028 B1 EP 4173028B1 EP 20735550 A EP20735550 A EP 20735550A EP 4173028 B1 EP4173028 B1 EP 4173028B1
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EP
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substrate
fixing plate
substrate holder
curvature
plate
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Thomas Wagenleitner
Jürgen Markus SÜSS
Thomas PLACH
Jürgen MALLINGER
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EV Group E Thallner GmbH
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    • H01L2224/83894Direct bonding, i.e. joining surfaces by means of intermolecular attracting interactions at their interfaces, e.g. covalent bonds, van der Waals forces

Definitions

  • the invention describes a substrate holder, a device and a method for bonding two substrates according to the independent claims.
  • the state of the art shows a large number of different substrate holders. Especially in fusion bonding, the substrate holders are becoming increasingly complicated and sophisticated in order to meet the ever increasing requirements of the bonding process.
  • a substrate holder was mentioned that can compensate local and/or global distortions through active control using thermo-, piezo- or fluid elements.
  • the substrate holder of the publication WO2013023708A1 shows ways to avoid contamination of the back of a substrate as much as possible, as well as a method for detaching the substrate by targeted control of the fixing elements.
  • the publication WO2017162272A1 shows a substrate holder that has several fixing zones that are distributed symmetrically over the substrate holder and can be switched individually.
  • the publication WO2018028801A1 shows a method to fix a substrate not radially symmetrically, but uniaxially and also to release it in its uniaxial curvature.
  • WO2014191033A1 discloses a substrate holder whose surface is curved or bendable in order to provide a substrate fixed thereon with an inhomogeneous curvature before and/or during bonding.
  • the publication WO2014191033A1 mentions in particular on page 9 that the adjustable curvature is not a homogeneous, i.e. an inhomogeneous, curvature.
  • One of the problems with the prior art is that not only the surface on which the substrate is fixed is curved in a well-defined manner, but that other components of the substrate holder are also mechanically influenced, in particular curved, during the curving process.
  • a substrate holder with a solid construction would be possible, i.e. a construction consisting of very thick and massive parts that have a high bending resistance.
  • some substrate holders have to be small and compact, i.e. relatively delicate, and therefore necessarily have a relatively low bending resistance. This low bending resistance then causes a slight, unwanted, elastic deformability of some parts of the substrate holder that should not actually be curved.
  • the object to be achieved by this invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and in particular to provide an improved substrate holder, an improved device and an improved method for bonding.
  • the invention relates to a substrate holder for curving a substrate, according to claim 1.
  • the fixing plate has a front side on which the substrate is fixed and a rear side facing away from the front side.
  • the fixing plate has a width, a length and a thickness.
  • the fixing plate is designed to be radially symmetrical and is then defined by a radius and a thickness.
  • the width and the length extend in the direction of a fixing plate surface on the front side of the fixing plate on which the substrate is fixed.
  • the thickness extends perpendicular to the fixing plate surface.
  • the thickness of the fixing plate varies, i.e. the thickness is not the same at every point, but the fixing plate is thicker at at least one point of the fixing plate than at another point.
  • a homogeneous curvature of the fixing plate or the substrate is adjustable.
  • the fixing plate is hinged.
  • Targetedly adjustable means that the value of the curvature can be set. Homogeneous means that with a set value of the curvature, this curvature is the same, i.e. constant, at every position of the fixing plate or substrate, within a negligible error tolerance.
  • the rear side of the fixing plate is shaped in such a way that a homogeneous curvature of the fixing plate results or that a homogeneous, and therefore identical at every location, curvature of the fixing plate or the front side of the fixing plate and thus of the substrate can be set.
  • the substrate holder is designed such that reaction forces and/or moments generated during the curvature of the fixing plate can be compensated by at least one compensation means.
  • the invention further relates to a device, in particular a bonding device, comprising at least one substrate holder according to the invention.
  • the moments and/or reaction forces generated in the remaining components are either compensated for, but preferably not transferred to the fixing plate at all or only to a small extent.
  • the fixing plate is thicker in the center than at the edge. This advantageously makes it possible to achieve a particularly homogeneous curvature of the fixing plate and the substrate.
  • the fixing plate is preferably tapered towards the edge. It is preferably provided that the fixing plate is symmetrical to the center.
  • the essential aspect of the invention is in particular that a substrate can be given a curvature that can be specifically adjusted.
  • the reaction forces that necessarily always arise according to Newton's third axiom are not absorbed by the components of the substrate holder, which are connected via mechanical coupling to the plate that fixes the substrate, but by a second plate, the compensation plate, which is located inside the substrate holder and is freely (articulated) mounted together with the first plate, i.e. ideally can transmit no or only a negligible moment.
  • Curvature is the deviation of the shape of an object from an unloaded initial state, particularly characterized by the fact that the position of the center line or center surface of the object changes under load.
  • Curvature is most easily described as the reciprocal of the radius of curvature for a point on the curve.
  • the radius of curvature at a point is the radius of the osculating circle of the curve through that point. The larger the radius of curvature, the smaller the curvature.
  • bow still exists in the semiconductor industry. This refers to the deviation of the center point of the median surface of the substrate of a free, unclamped substrate, especially a wafer, from the median surface of the reference plane.
  • the reference plane is simply a horizontal, flat plane on which the substrate rests clamped. The exact definition can be found in the now outdated ASTM F534 standard.
  • bending line and bending surface are used as synonyms, in particular since the substrate holders according to the invention are preferably drawn in cross section in the figures and therefore only a bending line can be seen instead of a bending surface.
  • the person skilled in the art understands that a two-dimensional surface of a three-dimensional body generally has a bending surface and that only a bending line can be seen or represented in the cross section through such a bending surface.
  • a substrate is curved with a constant curvature, ie the curvature is the same at every position of the substrate.
  • the curvature is then also referred to as homogeneous.
  • a constant curvature of a substrate produces particularly optimal bonds between two substrates.
  • Such a curvature can be achieved in particular if one ensures that no reaction forces and/or Moments from other components act on the fixing plate. This is preferably achieved by using a bearing that allows no or only a very small transfer of reaction forces and/or moments.
  • the curvature can also vary across the substrate.
  • the curvature is radially symmetrical, i.e. it only changes with the radial position measured from the center of the substrate, but not with the angle.
  • Substrates that form anisotropic curvatures i.e. whose curvature generally varies with the radius position and the angle, have the property of forming saddle surfaces.
  • the rigidity of the fixing plate according to the invention in particular of the entire substrate holder according to the invention, is much greater than the rigidity of the substrate and the substrate is fixed to the fixing plate by a fixing element, it can be assumed that the substrate contacts the fixing plate at every point. In this case, the constraint that does not allow the formation of a curvature in the form of a saddle surface would lead to residual stresses in the substrate.
  • the radius of curvature of a plate or a substrate is greater than 0.01m, preferably greater than 0.1m, more preferably greater than 1m, most preferably greater than 10m, most preferably greater than 100m.
  • the absolute value of the difference between the largest and smallest radius of curvature is less than 1 m, preferably less than 0.1 m, even more preferably less than 0.01 m, most preferably less than 0.001 m, most preferably less than 0.0001 m.
  • the sheet is smaller than 1000 ⁇ m, preferably smaller than 500 ⁇ m, more preferably smaller than 100 ⁇ m, most preferably smaller than 10 ⁇ m, most preferably smaller than 1 ⁇ m.
  • the bending surfaces are therefore the surfaces created by rotating the bending lines.
  • This preferred adjustability of a homogeneous curvature is created by a precisely defined and precisely manufactured cavity plate surface of the fixing plate.
  • a precisely defined and precisely manufactured cavity plate surface of the fixing plate By producing a defined and precisely manufactured cavity plate surface of the fixing plate, the final shape of the fixing surface of the fixing plate and thus of the substrate is precisely defined.
  • calculation methods preferably finite element methods, are used to determine the shape of the cavity plate surface of the fixing plate.
  • the shape of the cavity plate surface of the fixing plate can be described in particular by one of the mathematical functions mentioned above.
  • One idea according to the invention consists in particular in precisely manufacturing only one, single rigid cavity plate surface of the fixing plate and then using this to be able to adjust any curvature on the fixing surface of the fixing plate and thus on the substrate by means of the controllable adjusting means, in particular in such a way that the curvature on the substrate is homogeneous, i.e. the same at every location.
  • this method of specifically adjustable curvature of a substrate is further supported and improved by creating a precisely manufactured cavity plate surface of the fixing plate, by using at least one compensating means to reduce or completely prevent mechanical reaction when the fixing plate is bent.
  • the at least one compensation means comprises a, in particular curvable, compensation plate.
  • the compensation plate can be bent counter to the curvature of the fixing plate.
  • a preferably sealed gap can be created between the fixing plate and the compensation plate.
  • the curvature of the fixing plate and the compensation plate can be generated by a fluid that can be pressed into the intermediate space.
  • the intermediate space can be generated by a fluid medium, a mechanical adjusting means and/or electrostatic forces. It is preferably provided that the fixing plate and the compensation plate are connected to one another via a, preferably articulated, bearing.
  • fixing plate and preferably the compensation plate are connected to the other components of the substrate holder via a, preferably articulated, bearing.
  • a small torque preferably no torque
  • the transmitted torque is less than 1 Nm, preferably less than 10 -3 Nm, even more preferably less than 10 -5 Nm, most preferably less than 10 -7 'Nm, most preferably 0 Nm.
  • the compensation plate has a groove in its outer region, preferably a full-circumferential and closed groove.
  • the distance between the groove and the outer periphery of the compensation plate is less than 50 mm, preferably less than 40 mm, even more preferably less than 30 mm, most preferably less than 20 mm, most preferably less than 10 mm.
  • the compensation plate has a sealing means, preferably a sealing ring, in its outer region, wherein the sealing means is preferably arranged on a, in particular fully circumferential and closed, pedestal.
  • the sealing ring allows the generation of a pressure of more than 1 bar, preferably more than 1.2 bar, even more preferably more than 1.5 bar, most preferably more than 2 bar, most preferably more than 2.5 bar.
  • the at least one compensation means comprises an articulated mounting of the fixing plate.
  • the articulated mounting which is not capable of transmitting reaction forces and/or moments from the other components of the substrate holder according to the invention to the fixing plate, is therefore itself regarded as a compensation means within the meaning of this disclosure.
  • Another preferred embodiment of the invention is based in particular on the idea of constructing a substrate holder that has two plates that can be bent in two opposite directions.
  • the curvature is achieved by adjusting means (hereinafter also referred to as curvature means), in particular by using a fluid that is pressed into the space between the two plates.
  • curvature means By using two plates, the reaction force generated by the deformation of the first plate does not act on the underside of the substrate holder that holds the first plate, but on the second plate installed according to the invention. This eliminates a harmful and influencing reaction of the reaction force on the substrate holder and thus the substrate. Instead, the reaction force is absorbed (compensated) by the second plate, which can deform freely in the direction of the substrate holder.
  • the invention describes a device, in particular a bonding device, that uses the substrate holder according to the invention on at least one side of the device.
  • the substrate holders according to the invention are described in detail below. In particular, it is important to understand all the design measures that can be used to create an adjustable, in particular homogeneous, curvature. Furthermore, design measures are disclosed that can be used to understand the forces and moments acting on the upper plate and how to avoid them.
  • All substrate holders according to the invention have a fixing surface.
  • the fixing surface is in particular part of a fixing plate.
  • the fixing plate has a cavity surface opposite the fixing surface.
  • the cavity surface is preferably defined according to a mathematical function The shape of the cavity surface results in a well-defined, particularly homogeneous curvature through the use of an adjusting element.
  • the substrate holders according to the invention are preferably always designed in such a way that a force bends an upper, first plate, and the counterforce that arises is not absorbed by the components that support or hold the plate, but by compensation components provided specifically for this purpose, in particular a second, lower plate.
  • the second, lower plate must not be mechanically connected to the remaining components of the substrate holder, or only very weakly so, because otherwise it would only be mechanically coupled to the upper, first plate and could transmit a moment.
  • a characteristic feature must be that no or at least only a negligible moment can be transmitted via the periphery, in particular both plates.
  • the plates, as well as some other necessary machine elements, must therefore form as ideal a floating bearing as possible on the periphery, in particular as ideal a joint as possible.
  • the substrate holder according to the invention therefore consists of at least two plates which are curved and, above all, articulated.
  • the plates themselves are the actuating element that causes their curvature by setting the plates to potential, generating a surface charge and electrostatic forces causing the curvature of the plates.
  • the plates are electrically insulated from one another. Such insulation can consist in the surfaces in the periphery of the substrates being made of a dielectric material or being coated with a dialectical material.
  • both plates are electric, i.e. electrically conductive.
  • the entire plates are electrically conductive.
  • Both plates can be set to a potential, particularly a positive one, in relation to ground. It is also conceivable that both plates are set to a negative potential in relation to ground. Because both plates are charged with the same polarity, both plates repel each other. If the plates were not electrically insulated at their periphery, the charges would move to the outer surfaces of the two plates. There would be no charges on the inner surfaces of the two plates facing the cavity and the cavity would be field-free.
  • the plates would not be able to bend outwards according to the invention.
  • the electrical insulation of the two plates brought to potential is therefore an essential inventive aspect of this very special embodiment.
  • areas of the two plates that are electrically isolated from each other can be electrically conductive and each of these electrically conductive areas can be set to a well-defined electrical potential individually and independently of the other electrical areas. This makes it possible to precisely adjust the repulsion of the plates locally. The finer the segmentation of the electrically conductive areas, the more precise the spatial resolution of the adjustable curvature.
  • the two plates are curved by a mechanical adjusting element located between the plates.
  • the mechanical adjusting element can be operated electrically and/or pneumatically and/or hydraulically.
  • Piezoelectric columns are particularly preferably used as adjusting means.
  • the use of several such mechanical adjusting elements located in several, in particular symmetrical, positions between the plates is again possible.
  • each of the adjusting means can preferably be adjusted independently of all other adjusting means.
  • the plates are curved by a fluid that is introduced, in particular pumped, into an intermediate space.
  • the fluid is a liquid, a liquid mixture, a gas or a gas mixture.
  • the fluid is air. This results in a curvature, in particular a symmetrical curvature, of both plates.
  • the lower plate can expand freely and does not transfer any force and/or moment to the remaining components of the substrate holder, so that the latter is not deformed.
  • the curvature of the first plate, the fixing plate, and thus the curvature of the substrate fixed to it should not be caused by a mechanical retroactive moment or a mechanically retroactive force.
  • the substrate holder according to the invention has in particular at least one plate specially shaped on its rear side.
  • the substrate holder has two plates.
  • the fixing plate is the plate on which the substrate to be curved is fixed.
  • the compensation plate is the plate that takes on the inventive effect of absorbing the forces and/or moments of the adjusting means and thus largely prevents mechanical feedback to the other components of the substrate holder.
  • the bearing of the plates is also largely responsible for ensuring that no forces and/or moments from other components are transferred to the fixing plate.
  • All panels have a cavity panel surface and a second panel surface opposite the cavity panel surface, which is used differently depending on the function of the panel.
  • the cavity plate surface is always the surface that faces the cavity between the two plates.
  • the cavity plate surfaces are specially shaped.
  • the cavity plate surface of the plate that fixes the substrate has a well-defined shape that has a positive effect on the curvature behavior of the plate and thus on the curvature behavior of the substrate.
  • cavity fixing plate surface and cavity compensation plate surface are referred to as cavity fixing plate surface and cavity compensation plate surface.
  • the cavity plate surfaces can have any shape, but can preferably be described according to a function that has already been used to describe the bending line or bending surface. All functions disclosed for the bending line and/or bending surface are therefore also considered to be disclosed for the description of the cavity plate surfaces.
  • the plate surface that fixes a substrate is called the fixing plate surface.
  • a fixing plate surface can therefore only ever be located on one fixing plate.
  • the fixations can be controlled pneumatically and/or hydraulically and/or electronically.
  • Vacuum fixation is the preferred type of fixation.
  • Vacuum fixation preferably consists of several vacuum tracks that emerge from the surface of the substrate holder.
  • the vacuum tracks can preferably be controlled individually. In an application that is more technically feasible, some vacuum tracks are combined to form vacuum zones that can be controlled individually and thus evacuated or flooded. However, each vacuum zone is independent of the other vacuum zones. This makes it possible to set up individually controllable vacuum zones.
  • the vacuum zones are preferably designed in a ring shape. This enables a targeted, radially symmetrical fixation and/or detachment of a substrate from the substrate holder, particularly from the inside to the outside.
  • the ring-shaped segmented vacuum zones are again segmented along a ring circumference, so that each vacuum zone is divided into several vacuum zones along the ring circumference.
  • pins are located on the fixing plate surface.
  • the publication WO2015113641A1 mentioned such a structure.
  • These pins do not have a substrate lying on the entire surface, but mostly only contact the fixing surface at the pins. This reduces contamination on the one hand, and on the other hand a vacuum can be built up in the spaces between the pins along the entire fixing surface of the fixing plate.
  • the pins are grouped in the vacuum zones that have already been mentioned.
  • the vacuum between the substrate and the fixing plate surface is preferably generated via vacuum holes that have been drilled along a circle, the center of which is the center of the fixing plate.
  • Such a pin below the contact point of the two substrates results in a mechanical stabilization of the substrates at this point. Since the bonding wave begins to run from this point, the coincidence of such a pin with the contact point along a line normal to the fixing plate surface is crucial for a stable start of the bonding wave.
  • the effect of a pin exactly below the contact point can be clearly shown in such a way that the pin below the contact point prevents the substrates from being pushed through at this point and thus creates a stable mechanical starting situation.
  • the second plate is a compensation plate.
  • the compensation plate preferably has a full-circumference and closed groove in an outer area.
  • the groove ensures that the curvature of the lower plate does not continue all the way to its edge, but mainly to this groove.
  • the groove therefore catches the curvature before it reaches the periphery. This further reduces any small reaction on the substrate holder that may still be possible. If the bearing of the compensation plate on the periphery is so good that no moment is transmitted, a corresponding groove could be dispensed with. Nevertheless, the design of such a groove is actually always useful.
  • the compensation plate preferably also has a sealing agent, in particular a sealing ring.
  • the sealing agent is preferably located on a small, full-circumference and closed platform.
  • All substrate holders according to the invention can be used in a system according to the invention for fixing a lower and/or upper substrate.
  • the substrate holders according to the invention are particularly preferably used in a bonding system for fixing the lower and upper substrate. This particularly improves and optimizes the control of the bond, in particular the fusion bond.
  • the substrate holder according to the invention as a top substrate holder, in particular the curvature pin, which has long been used in the semiconductor industry and which initiated the centric curvature of a substrate, is replaced.
  • the preferred embodiment of a system according to the invention consists in using a substrate holder according to the invention for fixing the upper substrate and a substrate holder according to the invention for fixing the lower substrate.
  • a special system according to the invention consists of a substrate holder according to the invention on the underside and any other substrate holder not according to the invention.
  • the upper substrate holder preferably has the curvature means known in the prior art, in particular a curvature pin or a nozzle from which a fluid emerges which accordingly curves the upper substrate.
  • the bonder also contains an alignment device (aligner).
  • observation devices are preferably available to analyse the course of the bonding wave. This not only allows the bonding process to be observed, influenced and, if necessary, aborted, but also the behavior of the bond wave as a function of different parameters. Such an analysis helps to further improve the substrate holder according to the invention.
  • Such modules are preferably part of a so-called cluster system in which there are vacuum-tight gates between the modules. Preferably, there are also locks between some of the modules mentioned.
  • the modules can be arranged in any order.
  • there is a central module in which there is a robot that can transport the substrates between the individual modules.
  • Such a centrally arranged cluster is called a star cluster. It is also conceivable that the modules are arranged in series.
  • the method according to the invention comprises in particular the following steps.
  • the steps do not necessarily have to be carried out in the order mentioned.
  • a first substrate is loaded and fixed onto a first substrate holder.
  • the first substrate holder is preferably a substrate holder according to the invention.
  • a second substrate is loaded and fixed onto a first substrate holder.
  • the first substrate holder is preferably a substrate holder according to the invention.
  • the two substrates are aligned with each other.
  • the alignment is preferably carried out using alignment marks that are located on the substrate surfaces of the substrates.
  • Corresponding alignment systems which can also be part of a system according to the invention, in particular a bonding chamber, are described in the publications US6214692B1 , WO2015082020A1 , WO2014202106A1 , WO2018041326A1 disclosed.
  • the substrates are roughly brought closer together.
  • a targeted curvature according to the invention in particular a homogeneous curvature, of at least one of the substrates is set using a substrate holder according to the invention. It is also conceivable that both substrates, in particular both with the help of a substrate holder according to the invention.
  • the curvature which is particularly homogeneous, is made possible by the specially shaped back of the fixing plate. With the specifically adjustable curvature, contact between the two substrates occurs at some point and thus a bonding wave is initiated.
  • one of the substrate holders is not a substrate holder according to the invention, it can have a conventional deformation element known in the prior art for deforming the substrate.
  • This substrate holder not according to the invention then naturally has all the negative consequences that are eliminated by the inventive idea of this document.
  • the deformation element is then preferably a simple curvature pin. This curvature pin must not be confused with the much smaller pins of a pin substrate holder (pins chuck).
  • the substrates are released from the substrate holders in a continuous, targeted and above all controlled manner. It is particularly advantageous if at least the upper substrate holder is not only a substrate holder according to the invention, but the fixations on its fixing surface can also be controlled locally. This is especially possible if the fixations have been grouped into zones, in particular vacuum zones, as described in the publication WO2017162272A1 was revealed in detail.
  • An essential aspect of the method according to the invention is therefore the specifically adjustable curvature of a substrate with the aid of a substrate holder according to the invention, which is only possible because there is no mechanical feedback to the substrate in combination with a specifically controllable detachment of a substrate from its fixing surface during the advancement of the bonding wave.
  • the Figure 1a shows a schematic representation of an initial state of a substrate holder 1 in the prior art, the fixing plate surface 3f of which can be curved.
  • the substrate holder 1 has a fixing plate 3, which can be supported in particular via a plate bearing 2, in particular on the periphery.
  • the plate bearing 2 is primarily a fixed bearing, which in particular is not designed to be articulated.
  • the fixing plate 3 it would of course also be conceivable for the fixing plate 3 to be mechanically connected directly to the rest of the substrate holder 1. It is important that there is a surface described as the fixing plate surface 3f that can be curved.
  • the fixing plate 3 is therefore designed and/or supported in such a way that it can be curved.
  • substrate fixations 4 are located on the plate 3, with the help of which a substrate 7 can be fixed to the plate 3. How the substrate fixations 4 are controlled is important for understanding the Device from the prior art is not relevant and will not be explained in detail here.
  • the Figure 1b shows a schematic representation of a final state of a substrate holder 1 in the prior art.
  • the substrate holder 1 is convexly curved when viewed from the outside because an overpressure is built up in the cavity 5.
  • the overpressure is created by a gas or gas mixture with overpressure in relation to the surrounding atmosphere flowing into the cavity 5 via an actuating means 6, in this special case an opening, a valve or a nozzle.
  • the actuating means 6 can alternatively be a mechanical actuating means. The use of an overpressure is therefore only described here as an example.
  • the first problem is that the curvature of the fixing plate surface 3f, and thus also of the substrate 7, is generally inhomogeneous, i.e. the curvature changes, generally with the location. This is a generally undesirable state.
  • the inhomogeneity of the curvature is difficult to recognize in the figure.
  • This problem is mainly related to the fact that the bearings 2 are designed as fixed bearings, i.e. the number of degrees of freedom is too small or even zero.
  • bearings 2 which are usually designed in such a way that they can transmit reaction forces and/or moments to the fixing plate 3.
  • the bearings 2 in the prior art are not designed to be articulated.
  • the bearings 2 in the prior art are therefore usually able to transmit a moment.
  • any actuator 6, which is responsible for the deformation of the fixing plate 3 always has a Counterforce is generated.
  • a counterforce is created, normalized to the area, a corresponding counterpressure that bends the substrate holder 1 in the other direction.
  • This undesirable curvature of the substrate holder 1 has a particular effect on the plate bearing 2 and thus also influences the curvature behavior of the fixing plate 3, as well as the curvature of the substrate 7 fixed to the fixing plate 3.
  • the actuating means 6 can just as well be a mechanical actuating means, a pin, a piezo column, a bellows or any other actuating means that can bend the fixing plate 3. In these cases there would probably be no corresponding cavity 5.
  • the basic physical law always requires that there is mechanical feedback to the substrate holder.
  • inventive idea is again illustrated with the aid of a device in which a fluid is used to generate an overpressure in a cavity 5, which curves the fixing plate 3 on which the substrate 7 is fixed. It is again emphasized that the inventive idea is not tied to the use of a fluid and/or a cavity 5.
  • inventive aspect could just as well be realized with the aid of mechanical, pneumatic, electrical, piezoelectric actuating means 6, as will be shown and explained later in specific embodiments.
  • the Figure 2a shows a schematic representation of an initial state of a substrate holder 1' according to the invention with which at least a homogeneous curvature can be set. It is assumed that the substrate holder 1' has such a high bending resistance that the problem of mechanical feedback, the elimination or reduction of which will be described in more detail in later figures, does not yet arise here. An increase in the bending resistance can be achieved very easily, for example, by designing some components of the substrate holder 1', in particular the substrate holder 1' as a whole, thicker.
  • the bearing 2' is important, which is manufactured in such a way that no or only very low reaction forces and/or moments are transferred to the fixing plate 3.
  • the shape of the cavity plate surface 3h is selected so that a later curvature of the fixing plate 3 produces a well-defined, in particular homogeneous, curvature.
  • the Figure 2b shows a schematic representation of a final state of a substrate holder 1' according to the invention, with which at least a homogeneous curvature can be set. Even if the substrate holder 1' according to the invention has a higher bending resistance, it must still be slightly curved, albeit only to a small extent, when using an adjusting element 6. However, this curvature is relatively small due to the relatively high bending resistance. Nevertheless, forces and/or moments arise that would be transferred to the fixing plate 3 without the bearing 2'.
  • the special bearing 2' allows a well-defined, in particular homogeneous, curvature to be set on the fixing surface 3f and thus on the substrate 7, since possible reaction forces and/or moments are not transferred to the fixing plate 7 or are only transferred to a lesser extent.
  • the bearing 2 ⁇ supports the formation of a homogeneous curvature in addition to the components already made of solid construction.
  • an adjusting means 6 is used to adjust the curvature, which is an opening, a nozzle or a valve through which a fluid, in particular a gas mixture, preferably air, is pressed.
  • a fluid gives the embodiment according to the invention with the specially shaped cavity plate surface 3h particular importance.
  • a fluid that exerts a homogeneous and isotropic pressure on the cavity plate surface 3h, a force distribution can be assumed along the cavity plate surface 3h, in which the forces are always normal to the cavity plate surface 3h.
  • This assumption makes it particularly easy to calculate a suitable shape of the cavity plate surface 3f with the help of numerical simulations, in particular finite element methods, in order to obtain the desired, in particular homogeneous, curvature on the fixing surface 3f, and thus on the fixed substrate 7.
  • Such a special shape of the cavity plate surface 3f improves the formation of a homogeneous curvature of the fixing plate surface 3f and thus of the substrate 7 even further.
  • the Figure 3a shows a schematic representation of an initial state of a further improved substrate holder 1" according to the invention, with which at least a homogeneous curvature can be set and in which harmful influences of mechanical feedback on the plate holder 2' can be further minimized.
  • Such an improvement according to the invention is particularly advantageous when the substrate holder 1" is constructed relatively thin and has a very low bending resistance.
  • the substrate holder 1" has a fixing plate 3 and a compensation plate 3' which are supported by a plate support 2'.
  • the plates 3, 3' are designed and/or supported in such a way that they can be curved.
  • the plate 3 does not theoretically have to be a separate component, but could be part of the substrate holder 1'.
  • the only important thing is the presence of a fixing plate surface 3f.
  • the most preferred embodiment according to the invention therefore provides that the fixing plate 3 represents an independent component.
  • the effect according to the invention therefore consists primarily in the use of a compensation plate 3'.
  • each embodiment according to the invention is therefore shown with the preferred design solution of two plates.
  • substrate fixations 4 are located on the fixing plate 3, with the help of which a substrate 7 can be fixed to the fixing plate 3. How the substrate fixations 4 are controlled is not relevant for understanding the device and will not be explained in more detail here.
  • the following figures show how substrate fixations 4, which are designed as vacuum fixations, are controlled.
  • the Figure 3b shows a schematic representation of a final state of the further improved substrate holder 1" according to the invention.
  • a fluid is pressed into a cavity 5 by an adjusting means 6, in the present specific case an opening, a valve or a nozzle, which leads to a curvature of the two plates 3, 3'.
  • an adjusting means 6 in the present specific case an opening, a valve or a nozzle, which leads to a curvature of the two plates 3, 3'.
  • an adjusting means 6 in the present specific case an opening, a valve or a nozzle
  • the compensation plate 3' can therefore be regarded as a kind of "sacrificial plate” whose sole task is to prevent or at least minimize the force acting on the remaining components of the substrate holder 1'.
  • the plates 3, 3' must be sealed, particularly at their periphery.
  • the details, particularly the seal are not shown in this schematic diagram. The seal is, however, discussed in more detail in a figure of the most preferred embodiment shown later.
  • the Figure 4 shows a first, preferred embodiment according to the invention, in which the two plates 3, 3' are set to an electrical potential with the same sign, in particular the same value.
  • the plates 3, 3' In order to prevent the two plates 3, 3' from forming an electrically conductive, self-contained body, the plates 3, 3' must be electrically insulated from one another at their contact points by means of an electrical insulation 14. Otherwise, according to the laws of physics, all charges on the cavity plate surfaces 3h, 3h ⁇ that form the cavity 5 would migrate outwards.
  • the self-contained body would form a Faraday cage and would only allow the storage of charge on the outside.
  • the electrical insulation 14 ensures that the two plates 3, 3', viewed electrostatically, do not form a self-contained, conductive body, but rather a conductive body each. This makes it possible to generate charges on the substrate surfaces that form the cavity 5.
  • the Figure 5 shows a second, preferred embodiment according to the invention, in which an actuating means 6" is located between the two plates 3, 3'.
  • the actuating means 6" can be, for example, an electrically and/or pneumatically and/or hydraulically controllable mechanical actuating element. It would also be conceivable to use an electrically controllable piezo column.
  • the actuating means 6" could also be two very strong electromagnets which, when electrically controlled, generate two magnetic fields and repel each other in such a way that the two plates 3, 3' are driven apart.
  • An embodiment would also be conceivable in which two plates are set to the same electrical potential and repel each other through their electrostatic charge.
  • the Figure 6a shows the third, preferred embodiment of the invention in a side view, a detailed view and a top view in an initial state.
  • This embodiment of the invention is an embodiment described in much more detail from the Figures 3a and 3b
  • the illustration includes (i) the specially manufactured bearing 2', via which no or only very small reaction forces and/or moments can be transmitted, and (ii) the compensation plate 3'.
  • this embodiment is based primarily on the fact that a fluid is used to bend the two plates 3, 3', which fluid has an isotropic, ie uniform, force effect on the two plates 3, 3', but in particular the fixing plate 3, due to a static pressure. All of the features mentioned in the Figure 6a can also be used in the previously mentioned and treated substrate holders of the Figures 3 and 4 However, due to the importance of this embodiment, they are described in detail in this figure.
  • the fixing plate surface 3f of the fixing plate 3 is supported or contacted at its periphery via a plate support projection 2'v and the plate surface 3h of the fixing plate 3 via a seal 12.
  • the seal 12 in turn preferably rests on the lower compensation plate 3', in particular on a plate support platform 2'p.
  • the seal 12 seals the peripheries of the plates 3, 3' against each other and still allows the curvature of both plates 3, 3'.
  • the curvatures are extremely small, i.e. the radii of curvature are very large.
  • a point on any surface of one of the two plates 3, 3' will only move in the z-direction by a few nanometers, micrometers, but in very rare cases by millimeters.
  • Such small curvatures also make it possible to keep such a delicate construction mechanically stable.
  • the plate bearing projection 2'v can be made very fine.
  • the substrate 7 is fixed by a substrate fixation 4.
  • the drawing shows that parts of the substrate fixation 4 extend through the cavity 5. These parts are designed to be stretchable. This can be, for example, a hose, a guided pipe or any other line that is able to evacuate the area between the substrate 7 and the fixing plate 3.
  • the Figure 6b shows the third, preferred embodiment according to the invention in a side view in a final state.
  • the fixing substrate 3 is curved according to the invention.
  • the curvature of the compensation plate 3' preferably takes place up to a groove 13, which has been completely introduced into the compensation plate 3'.
  • This further structural improvement according to the invention completely prevents mechanical feedback on the fixing plate 3 or minimizes it to such an extent that it is negligible.

Description

Die Erfindung beschreibt einen Substrathalter, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bonden zweier Substrate gemäß den nebengeordneten Ansprüchen.The invention describes a substrate holder, a device and a method for bonding two substrates according to the independent claims.

Der Stand der Technik zeigt eine große Anzahl unterschiedlicher Substrathalter auf. Insbesondere im Fusionsbonden werden die Substrathalter immer komplizierter und ausgefeilter, um den immer höher werdenden Anforderungen des Bondvorgangs gerecht zu werden. In der Druckschrift WO2012083978A1 wurde ein Substrathalter erwähnt, der lokale und/oder globale Verzerrungen durch die aktive Steuerung mittels Thermo-, Piezo- oder Fluidelemente kompensieren kann. Der Substrathalter der Druckschrift WO2013023708A1 zeigt Möglichkeiten auf, um die Rückseite eines Substrats möglichst nicht zu kontaminieren, sowie ein Verfahren zum Loslösen des Substrats durch eine gezielte Steuerung der Fixierelemente. Die Druckschrift WO2017162272A1 zeigt einen Substrathalter auf, der über mehrere Fixierzonen verfügt, die insbesondere symmetrisch über den Substrathalter verteilt sind und einzeln geschalten werden können. Die Druckschrift WO2018028801A1 zeigt ein Verfahren auf, um ein Substrat nicht radialsymmetrisch, sondern uniaxial zu fixieren und auch in seiner uniaxialen Krümmung loszulassen. In der Druckschrift WO2014191033A1 wird ein Substrathalter offenbart, dessen Oberfläche gekrümmt bzw. krümmbar ist, um ein darauf fixiertes Substrat mit einer inhomogenen Krümmung zu versehen, bevor und/oder während es gebondet wird. Die Druckschrift WO2014191033A1 erwähnt insbesondere auf Seite 9, dass die einstellbare Krümmung keine homogene, d.h. eine inhomogene, Krümmung ist. Mit jeder neuen Generation von Substrathaltern wurden bessere und schnellere Bondergebnisse erzielt, die aber durch weitere technologische Verbesserung immer noch optimiert werden können. Mittlerweile hat man erkannt, dass den beiden Substrathaltern in einem Bondvorgang eine entscheidende Bedeutung zukommt. Insbesondere die Steuerung einer fortlaufenden Bondwelle in einem Fusionsbond ist extrem wichtig für ein korrektes Bondergebnis. Die Steuerung wird insbesondere auch durch die Art und Weise beeinflusst, wie die Substrate, die am Bondvorgang teilnehmen, gekrümmt werden. Weiterer ähnlicher Stand der Technik ist US2020013643 zu entnehmen.The state of the art shows a large number of different substrate holders. Especially in fusion bonding, the substrate holders are becoming increasingly complicated and sophisticated in order to meet the ever increasing requirements of the bonding process. In the publication WO2012083978A1 A substrate holder was mentioned that can compensate local and/or global distortions through active control using thermo-, piezo- or fluid elements. The substrate holder of the publication WO2013023708A1 shows ways to avoid contamination of the back of a substrate as much as possible, as well as a method for detaching the substrate by targeted control of the fixing elements. The publication WO2017162272A1 shows a substrate holder that has several fixing zones that are distributed symmetrically over the substrate holder and can be switched individually. The publication WO2018028801A1 shows a method to fix a substrate not radially symmetrically, but uniaxially and also to release it in its uniaxial curvature. In the publication WO2014191033A1 discloses a substrate holder whose surface is curved or bendable in order to provide a substrate fixed thereon with an inhomogeneous curvature before and/or during bonding. The publication WO2014191033A1 mentions in particular on page 9 that the adjustable curvature is not a homogeneous, i.e. an inhomogeneous, curvature. With each new generation of substrate holders, better and faster bonding results have been achieved, but these can still be optimized through further technological improvements. It has now been recognized that the two substrate holders are of crucial importance in a bonding process. In particular, the control of a continuous bond wave in a fusion bond is extremely important for a correct bonding result. The control is also influenced in particular by the way in which the substrates participating in the bonding process are curved. Another similar state of the art is US2020013643 refer to.

Eines der Probleme im Stand der Technik besteht darin, dass nicht nur die Oberfläche, auf der das Substrat fixiert wird, wohldefiniert gekrümmt wird, sondern, dass auch andere Bauteile des Substrathalters während des Krümmungsvorgangs mechanisch beeinflusst, insbesondere gekrümmt, werden. Konstruktionstechnisch möglich wäre ein Substrathalter in Massivbauweise, d.h. eine Konstruktion, die aus sehr dicken und massigen Teilen besteht, die einen großen Biegewiderstand besitzen. Allerdings müssen manche Substrathalter klein und kompakt, d.h. relativ filigran gebaut werden und besitzen daher notwendigerweise einen relativ geringen Biegewiderstand. Dieser niedrige Biegewiderstand bewirkt dann eine leichte, ungewollte, elastische Verformbarkeit einiger Teile des Substrathalters, die eigentlich nicht gekrümmt werden sollten. Diese elastischen Verformungen und Krümmungen wirken auf die Oberfläche, auf der das Substrat fixiert wird, die Fixierplattenoberfläche, zurück und beeinflussen so die Krümmung des Substrats. Dabei muss erwähnt werden, dass die entstehenden elastischen Verformungen sich natürlich nur um Nanometer oder Mikrometerbereich abspielen, allerdings sind bereits elastische Verformungen dieser Größenordnung ausreichend, um eine negative Rückwirkung auf das fixierte Substrat und dessen Krümmung zu erhalten.One of the problems with the prior art is that not only the surface on which the substrate is fixed is curved in a well-defined manner, but that other components of the substrate holder are also mechanically influenced, in particular curved, during the curving process. In terms of construction, a substrate holder with a solid construction would be possible, i.e. a construction consisting of very thick and massive parts that have a high bending resistance. However, some substrate holders have to be small and compact, i.e. relatively delicate, and therefore necessarily have a relatively low bending resistance. This low bending resistance then causes a slight, unwanted, elastic deformability of some parts of the substrate holder that should not actually be curved. These elastic deformations and curvatures act on the surface on which the substrate is fixed, the fixing plate surface, and thus influence the curvature of the substrate. It must be mentioned that the resulting elastic deformations naturally only occur in the nanometer or micrometer range, but elastic deformations of this magnitude are already sufficient to have a negative effect on the fixed substrate and its curvature.

Es ist möglich, auf einem Substrathalter durch Fräs-, Schleif-, Polier-, Ätz- und Läppprozesse eine homogene, gekrümmte Fixieroberfläche zu erzeugen, sodass das darauf fixierte Substrat ebenfalls eine homogene Krümmung besitzt. Diese Fixieroberfläche ist aber statisch und könnte die Krümmung nicht ändern. Andererseits wäre es möglich, einen Substrathalter zu bauen, der zwar die Fixieroberfläche krümmen kann, wie in der Druckschrift WO2014191033A1 . Bei diesen Substrathaltern zeigt es sich allerdings, dass es sehr schwierig ist die Krümmung der Fixieroberfläche und daher die Krümmung des Substrats, als Funktion des Ortes gezielt einzustellen, insbesondere konstant zu halten. Vor allem ist die Einstellung einer homogenen Krümmung des Substrats sehr schwer, gar nicht oder zumindest nicht reproduzierbar durchführbar.It is possible to create a homogeneous, curved fixing surface on a substrate holder by milling, grinding, polishing, etching and lapping processes, so that the substrate fixed to it also has a homogeneous curvature. However, this fixing surface is static and could not change the curvature. On the other hand, it would be possible to build a substrate holder that can curve the fixing surface, as in the publication WO2014191033A1 However, with these substrate holders it is very difficult to specifically adjust the curvature of the fixing surface and therefore the curvature of the substrate as a function of location, and in particular to keep it constant. Above all, setting a homogeneous curvature of the substrate is very difficult, impossible or at least not reproducible.

Die zu lösende Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, die Nachteile des Stands der Technik zu beseitigen und insbesondere darin, einen verbesserten Substrathalter, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Bonden anzugeben.The object to be achieved by this invention is to eliminate the disadvantages of the prior art and in particular to provide an improved substrate holder, an improved device and an improved method for bonding.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen auch sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren angegebenen Merkmalen. Bei angegebenen Wertebereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart gelten und in beliebiger Kombination beanspruchbar sein.This object is achieved with the features of the independent claims. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims. The scope of the invention also includes all combinations of at least two of the features specified in the description, the claims and/or the figures. In the case of specified value ranges, values lying within the stated limits should also be considered as disclosed limit values and can be claimed in any combination.

Von technischer Bedeutung ist es insbesondere, einen Substrathalter so zu konstruieren, dass er ein Substrat gezielt einstellbar, insbesondere homogen, krümmt.It is of particular technical importance to design a substrate holder in such a way that it bends a substrate in a targeted, adjustable manner, in particular homogeneously.

Die Erfindung betrifft einen Substrathalter zum Krümmen eines Substrats, gemäß Anspruch 1.The invention relates to a substrate holder for curving a substrate, according to claim 1.

Die Fixierplatte hat eine Vorderseite, auf der das Substrat befestigt ist, und eine der Vorderseite abgewandte Rückseite. Die Fixierplatte weist eine Breite, eine Länge und eine Dicke auf. In einer anderen Ausführungsform ist die Fixierplatte radialsymmetrisch ausgelegt und wird dann über einen Radius und eine Dicke definiert. Die Breite und die Länge erstrecken sich in Richtung einer Fixierplattenoberfläche auf der Vorderseite der Fixierplatte, auf der das Substrat fixiert wird. Die Dicke erstreckt sich senkrecht zur Fixierplattenoberfläche.The fixing plate has a front side on which the substrate is fixed and a rear side facing away from the front side. The fixing plate has a width, a length and a thickness. In another embodiment, the fixing plate is designed to be radially symmetrical and is then defined by a radius and a thickness. The width and the length extend in the direction of a fixing plate surface on the front side of the fixing plate on which the substrate is fixed. The thickness extends perpendicular to the fixing plate surface.

Bevorzugt variiert die Dicke der Fixierplatte, d.h. die Dicke ist nicht an jeder Stelle gleich, sondern die Fixierplatte ist an mindestens einer Stelle der Fixierplatte dicker als an einer anderen Stelle. SpeziellePreferably, the thickness of the fixing plate varies, i.e. the thickness is not the same at every point, but the fixing plate is thicker at at least one point of the fixing plate than at another point. Special

Ausbildungen/bevorzugte Formen werden im Weiteren beschrieben.Training/preferred forms are described below.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass eine homogene Krümmung der Fixierplatte bzw. des Substrats einstellbar ist.Preferably, it is provided that a homogeneous curvature of the fixing plate or the substrate is adjustable.

Die Fixierplatte ist gelenkig gelagert.The fixing plate is hinged.

Gezielt einstellbar bedeutet, dass der Wert der Krümmung festgelegt werden kann. Homogen bedeutet, dass bei festgelegtem Wert der Krümmung diese Krümmung an jeder Position der Fixierplatte bzw. des Substrats, innerhalb einer verschwindend geringen Fehlertoleranz, gleich, d.h. konstant ist.Targetedly adjustable means that the value of the curvature can be set. Homogeneous means that with a set value of the curvature, this curvature is the same, i.e. constant, at every position of the fixing plate or substrate, within a negligible error tolerance.

Bevorzugt ist die Rückseite der Fixierplatte so geformt, dass sich eine homogene Krümmung der Fixierplatte ergibt bzw. dass eine homogene, daher an jedem Ort gleiche, Krümmung der Fixierplatte bzw. Fixierplattenvorderseite und damit des Substrats einstellbar ist.Preferably, the rear side of the fixing plate is shaped in such a way that a homogeneous curvature of the fixing plate results or that a homogeneous, and therefore identical at every location, curvature of the fixing plate or the front side of the fixing plate and thus of the substrate can be set.

In einer bevorzugten Ausführungsform, aber auch als eigenständiger erfinderischer Aspekt, ist der Substrathalter so konstruiert, dass bei der Krümmung der Fixierplatte erzeugte Reaktionskräfte und/oder Momente durch mindestens ein Kompensationsmittel kompensierbar sind.In a preferred embodiment, but also as an independent inventive aspect, the substrate holder is designed such that reaction forces and/or moments generated during the curvature of the fixing plate can be compensated by at least one compensation means.

Als eigenständiger erfinderischer Aspekt betrifft die Erfindung einen Substrathalter zum Krümmen eines Substrats, aufweisend

  • eine Fixierplatte zur Befestigung des Substrats,
  • Krümmungsmittel zur Krümmung der Fixierplatte,
wobei bei der Krümmung der Fixierplatte erzeugte Reaktionskräfte durch mindestens ein Kompensationsmittel kompensierbar sind.As an independent inventive aspect, the invention relates to a substrate holder for curving a substrate, comprising
  • a fixing plate for attaching the substrate,
  • Curving means for curving the fixing plate,
wherein reaction forces generated by the curvature of the fixing plate can be compensated by at least one compensation means.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung, insbesondere Bondvorrichtung, aufweisend mindestens einen erfindungsgemäßen Substrathalter.The invention further relates to a device, in particular a bonding device, comprising at least one substrate holder according to the invention.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Bonden zweier Substrate, aufweisend die folgenden Schritte, wobei:

  • ein erstes Substrat auf einem ersten, insbesondere erfindungsgemäßen, Substrathalter befestigt wird,
  • ein zweites Substrat auf einem zweiten, insbesondere erfindungsgemäßen, Substrathalter befestigt wird,
  • die Substrate (7) zueinander ausgerichtet werden,
  • mindestens eines der Substrate (7) gekrümmt wird,
  • die Substrate kontaktiert werden,
wobei die Krümmung mindestens eines der Substrate bzw. der Fixierplatte gezielt eingestellt wird, bevorzugt homogen ist.The invention further relates to a method for bonding two substrates, comprising the following steps, wherein:
  • a first substrate is attached to a first substrate holder, in particular according to the invention,
  • a second substrate is attached to a second substrate holder, in particular according to the invention,
  • the substrates (7) are aligned with each other,
  • at least one of the substrates (7) is curved,
  • the substrates are contacted,
wherein the curvature of at least one of the substrates or the fixing plate is specifically adjusted and is preferably homogeneous.

Bevorzugt und als eigenständiger erfinderischer Aspekt werden bei der Krümmung der Fixierplatte die in den restlichen Bauteilen erzeugten Momente und/oder Reaktionskräfte entweder kompensiert, vorzugsweise aber erst gar nicht oder nur in geringem Umfang auf die Fixierplatte übertragen.Preferably and as an independent inventive aspect, when the fixing plate is curved, the moments and/or reaction forces generated in the remaining components are either compensated for, but preferably not transferred to the fixing plate at all or only to a small extent.

Ein weiterer eigenständiger Aspekt der Erfindung betrifft daher ein Verfahren zum Bonden zweier Substrate, aufweisend die folgenden Schritte, wobei:

  • ein erstes Substrat auf einem ersten, insbesondere erfindungsgemäßen, Substrathalter befestigt wird,
  • ein zweites Substrat auf einem zweiten, insbesondere erfindungsgemäßen, Substrathalter befestigt wird,
  • die Substrate zueinander ausgerichtet werden,
  • mindestens eines der Substrate gekrümmt wird,
  • die Substrate kontaktiert werden,
wobei bei der Krümmung der Fixierplatte die in den restlichen Bauteilen erzeugten Momente und/oder Reaktionskräfte entweder kompensiert, vorzugsweise aber erst gar nicht oder nur in geringem Umfang auf die Fixierplatte übertragen werden. Bevorzugt wird das durch die Verwendung eines Lagers bewerkstelligt, über das möglichst keine bzw. nur sehr geringe Reaktionskräfte und/oder Momente übertragen werden.A further independent aspect of the invention therefore relates to a method for bonding two substrates, comprising the following steps, wherein:
  • a first substrate is attached to a first substrate holder, in particular according to the invention,
  • a second substrate is attached to a second substrate holder, in particular according to the invention,
  • the substrates are aligned with each other,
  • at least one of the substrates is curved,
  • the substrates are contacted,
whereby the curvature of the fixing plate either compensates for the moments and/or reaction forces generated in the remaining components, but preferably does not affect the Fixing plate. This is preferably achieved by using a bearing through which no or only very low reaction forces and/or moments are transmitted.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Fixierplatte im Zentrum dicker ist als am Rand. Dadurch kann vorteilhaft eine besonders homogene Krümmung der Fixierplatte und des Substrats erreicht werden. Bevorzugt ist die Fixierplatte zum Rand hin verjüngt ausgebildet. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Fixierplatte symmetrisch zum Zentrum ausgebildet ist.It is preferably provided that the fixing plate is thicker in the center than at the edge. This advantageously makes it possible to achieve a particularly homogeneous curvature of the fixing plate and the substrate. The fixing plate is preferably tapered towards the edge. It is preferably provided that the fixing plate is symmetrical to the center.

Der wesentliche erfindungsgemäße Aspekt besteht insbesondere darin, dass einem Substrat eine Krümmung aufgeprägt werden kann, die man gezielt einstellen kann. Insbesondere wird es möglich, Krümmungen mit konstantem, d.h. homogenem, Krümmungsradius zu erzeugen. Das Einstellen einer konstanten Krümmung stellt die bevorzugteste, erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Erzeugung eines Bonds dar. Durch eine erfindungsgemäße Erweiterung und der Ausführungsformen werden die Reaktionskräfte, die gemäß des dritten Newtonschen Axioms notwendigerweise immer entstehen, nicht von den Bauteilen des Substrathalters aufgenommen, die über mechanische Kopplung mit der Platte verbunden sind, die das Substrat fixiert, sondern von einer zweiten Platte, der Kompensationsplatte, die sich im Inneren des Substrathalters befindet und zusammen mit der ersten Platte frei (gelenkig) gelagert ist, d.h. im Idealfall kein oder nur ein verschwindend geringes Moment übertragen kann.The essential aspect of the invention is in particular that a substrate can be given a curvature that can be specifically adjusted. In particular, it is possible to create curvatures with a constant, i.e. homogeneous, radius of curvature. Setting a constant curvature is the most preferred inventive procedure for creating a bond. Through an inventive extension and the embodiments, the reaction forces that necessarily always arise according to Newton's third axiom are not absorbed by the components of the substrate holder, which are connected via mechanical coupling to the plate that fixes the substrate, but by a second plate, the compensation plate, which is located inside the substrate holder and is freely (articulated) mounted together with the first plate, i.e. ideally can transmit no or only a negligible moment.

Unter einer Krümmung versteht man die Abweichung von der Form eines Objekts von einem unbelasteten Ausgangszustand, insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass sich die Position der Mittellinie oder Mittelfläche des Objektes unter Last ändert.Curvature is the deviation of the shape of an object from an unloaded initial state, particularly characterized by the fact that the position of the center line or center surface of the object changes under load.

Die Krümmung wird am einfachsten als Kehrwert des Krümmungsradius für einen Punkt der Kurve beschrieben. Der Krümmungsradius an einem Punkt ist der Radius des Schmiegekreises an die Kurve durch diesen Punkt. Je größer der Krümmungsradius, desto kleiner ist die Krümmung.Curvature is most easily described as the reciprocal of the radius of curvature for a point on the curve. The radius of curvature at a point is the radius of the osculating circle of the curve through that point. The larger the radius of curvature, the smaller the curvature.

In der Halbleiterindustrie existiert noch der Ausdruck "Bogen" (engl.: bow). Darunter versteht man die Abweichung des Zentrumspunkts der Medianfläche des Substrats eines freien, nicht geklemmten Substrats, insbesondere Wafers, von der Medianfläche der Referenzebene. Die Referenzebene ist einfach eine horizontale, plane Ebene, auf welcher das Substrat eingeklemmt aufliegt. Die genaue Definition findet sich in der mittlerweile veralteten ASTM F534 Norm.The term "bow" still exists in the semiconductor industry. This refers to the deviation of the center point of the median surface of the substrate of a free, unclamped substrate, especially a wafer, from the median surface of the reference plane. The reference plane is simply a horizontal, flat plane on which the substrate rests clamped. The exact definition can be found in the now outdated ASTM F534 standard.

Im weiteren Verlauf des Textes werden Biegelinie und Biegefläche als Synonyme verwendet, insbesondere da die erfindungsgemäßen Substrathalter in den Figuren vorzugsweise im Querschnitt gezeichnet werden und daher anstatt einer Biegefläche nur eine Biegelinie erkennbar ist. Der Fachmann auf dem Gebiet versteht, dass eine zweidimensionale Oberfläche eines dreidimensionalen Körpers im Allgemeinen eine Biegefläche besitzt und dass im Querschnitt durch eine solche Biegefläche nur eine Biegelinie erkennbar bzw. darstellbar ist.In the further course of the text, bending line and bending surface are used as synonyms, in particular since the substrate holders according to the invention are preferably drawn in cross section in the figures and therefore only a bending line can be seen instead of a bending surface. The person skilled in the art understands that a two-dimensional surface of a three-dimensional body generally has a bending surface and that only a bending line can be seen or represented in the cross section through such a bending surface.

In den besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen der Substrathalter und Verfahren wird ein Substrat mit einer konstanten Krümmung gekrümmt, d.h. die Krümmung ist an jeder Position des Substrats gleich. Die Krümmung wird dann auch als homogen bezeichnet. Eine konstante Krümmung eines Substrats erzeugt besonders optimale Bonds zwischen zwei Substraten. Eine solche Krümmung lässt sich insbesondere dann erreichen, wenn man dafür sorgt, dass keine Reaktionskräfte und/oder Momente andere Bauteile auf die Fixierplatte zurückwirken. Bevorzugt wird das durch die Verwendung eines Lagers bewerkstelligt, welches keine bzw. nur eine sehr geringe Übertragung von Reaktionskräften und/oder Momenten zulässt.In the particularly preferred embodiments of the substrate holders and methods according to the invention, a substrate is curved with a constant curvature, ie the curvature is the same at every position of the substrate. The curvature is then also referred to as homogeneous. A constant curvature of a substrate produces particularly optimal bonds between two substrates. Such a curvature can be achieved in particular if one ensures that no reaction forces and/or Moments from other components act on the fixing plate. This is preferably achieved by using a bearing that allows no or only a very small transfer of reaction forces and/or moments.

Im Allgemeinen kann die Krümmung über das Substrat auch variieren. Vorzugsweise ist die Krümmung allerdings radialsymmetrisch, d.h. sie ändert sich nur mit der radialen Position gemessen vom Zentrum des Substrats, nicht aber mit dem Winkel. Substrate, die anisotrope Krümmungen ausbilden, d.h. deren Krümmung im Allgemeinen mit der Radiusposition und dem Winkel variiert, haben die Eigenschaft Satteloberflächen auszubilden. Da die Steifigkeit der erfindungsgemäßen Fixierplatte, insbesondere des gesamten erfindungsgemäßen Substrathalters, allerdings viel größer ist als die Steifigkeit des Substrats und das Substrat durch Fixierelement an der Fixierplatte fixiert wird, kann davon ausgegangen werden, dass das Substrat die Fixierplatte an jedem Punkt kontaktiert. In diesem Fall würde die Zwangsbedingung, welche die Entstehung einer Krümmung in Form einer Satteloberfläche nicht zulässt, zu Eigenspannungen im Substrat führen.In general, the curvature can also vary across the substrate. Preferably, however, the curvature is radially symmetrical, i.e. it only changes with the radial position measured from the center of the substrate, but not with the angle. Substrates that form anisotropic curvatures, i.e. whose curvature generally varies with the radius position and the angle, have the property of forming saddle surfaces. However, since the rigidity of the fixing plate according to the invention, in particular of the entire substrate holder according to the invention, is much greater than the rigidity of the substrate and the substrate is fixed to the fixing plate by a fixing element, it can be assumed that the substrate contacts the fixing plate at every point. In this case, the constraint that does not allow the formation of a curvature in the form of a saddle surface would lead to residual stresses in the substrate.

Der Krümmungsradius einer Platte bzw. eines Substrats ist größer als 0.01m, vorzugsweise größer als 0.1m, noch bevorzugter größer als 1m, am bevorzugtesten größer als 10m, am allerbevorzugtesten größer als 100m.The radius of curvature of a plate or a substrate is greater than 0.01m, preferably greater than 0.1m, more preferably greater than 1m, most preferably greater than 10m, most preferably greater than 100m.

Ist der Krümmungsradius entlang der Biegelinie bzw. Biegefläche nicht konstant, so ist der Absolutbetrag der Differenz zwischen größtem und kleinstem Krümmungsradius kleiner als 1m, vorzugsweise kleiner als 0.1m, noch bevorzugter kleiner als 0.01m, am bevorzugtesten kleiner als 0.001m, am allerbevorzugtesten kleiner als 0.0001m.If the radius of curvature is not constant along the bending line or bending surface, the absolute value of the difference between the largest and smallest radius of curvature is less than 1 m, preferably less than 0.1 m, even more preferably less than 0.01 m, most preferably less than 0.001 m, most preferably less than 0.0001 m.

Der Bogen ist kleiner als 1000µm, vorzugsweise kleiner als 500µm, noch bevorzugter kleiner als 100µm, am bevorzugtesten kleiner als 10µm, am allerbevorzugtesten kleiner als 1µm.The sheet is smaller than 1000µm, preferably smaller than 500µm, more preferably smaller than 100µm, most preferably smaller than 10µm, most preferably smaller than 1µm.

Vorzugsweise können die erfindungsgemäßen Ausführungsformen und Verfahren ein Substrat so krümmen, dass die Oberfläche im Querschnittprofil bzw. die Biegelinie durch eine der folgenden mathematischen Funktionen beschrieben werden kann:

  • Ellipsenabschnitt, vorzugsweise
    • ∘ Kreisabschnitt
  • Parabel
  • Hyperbel
  • Sinus, insbesondere im Wertebereich [0, Pi]
  • Negativer Cosinushyperbolicus
Preferably, the embodiments and methods according to the invention can bend a substrate such that the surface in the cross-sectional profile or the bending line can be described by one of the following mathematical functions:
  • Ellipse section, preferably
    • ∘ Circular segment
  • parabola
  • hyperbole
  • Sine, especially in the range [0, Pi]
  • Negative hyperbolic cosine

Die Biegefläche ist dann insbesondere durch eine der folgenden Funktionen beschreibbar.

  • • Ellipsoidenabschnitt, insbesondere
    • ∘ Kreisschalenabschnitt
  • • Paraboloid
  • • Hyperboloid
The bending surface can then be described in particular by one of the following functions.
  • • Ellipsoid section, especially
    • ∘ Circular shell section
  • • Paraboloid
  • • Hyperboloid

Im Allgemeinen sind die Biegeflächen daher die durch Rotation der Biegelinien entstehenden Oberflächen.In general, the bending surfaces are therefore the surfaces created by rotating the bending lines.

Von all den oben genannten möglichen Biegelinien- bzw. Biegeflächenformen sind jene am bevorzugtesten, welche eine homogene Krümmung aufweisen, d.h. die Kreisabschnitte bzw. Kreisschalenabschnitte.Of all the above-mentioned possible bending line or bending surface shapes, those which have a homogeneous curvature are the most preferred, i.e. the circular sections or circular shell sections.

Diese bevorzugte Einstellbarkeit einer homogenen Krümmung wird durch eine genau definierte und präzise hergestellte Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte erzeugt. Durch die Herstellung einer definierten und präzise hergestellten Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte wird die Endform der Fixieroberfläche der Fixierplatte und damit des Substrats genau definiert. Insbesondere verwendet man Berechnungsverfahren, vorzugsweise Finite Elemente Methoden, um die Form der Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte zu bestimmen. Die Form der Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte kann insbesondere durch eine der oben genannten mathematischen Funktionen beschrieben werden.This preferred adjustability of a homogeneous curvature is created by a precisely defined and precisely manufactured cavity plate surface of the fixing plate. By producing a defined and precisely manufactured cavity plate surface of the fixing plate, the final shape of the fixing surface of the fixing plate and thus of the substrate is precisely defined. In particular, calculation methods, preferably finite element methods, are used to determine the shape of the cavity plate surface of the fixing plate. The shape of the cavity plate surface of the fixing plate can be described in particular by one of the mathematical functions mentioned above.

Die tatsächliche Form der zu fertigenden Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte hängt allerdings von vielen Faktoren ab...

  • Biegewiderstand der Fixierplatte
  • Biegewiderstand des gesamten Substrathalters
  • Verwendetes Krümmungsmittel, insbesondere
    • Verwendeter Fluiddruck bei Verwendung eines Fluids
  • etc.
However, the actual shape of the cavity plate surface of the fixing plate to be manufactured depends on many factors...
  • Bending resistance of the fixing plate
  • Bending resistance of the entire substrate holder
  • Curving agent used, in particular
    • Fluid pressure used when using a fluid
  • Etc.

Ein erfindungsgemäßer Gedanke besteht insbesondere darin, nur eine, einzige starre Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte präzise zu fertigen und mit dieser dann durch die steuerbare Stellmittel jede Krümmung an der Fixieroberfläche der Fixerplatte und damit am Substrat einstellen zu können, insbesondere so, dass die Krümmung am Substrat homogen, d.h. an jedem Ort gleich, ist.One idea according to the invention consists in particular in precisely manufacturing only one, single rigid cavity plate surface of the fixing plate and then using this to be able to adjust any curvature on the fixing surface of the fixing plate and thus on the substrate by means of the controllable adjusting means, in particular in such a way that the curvature on the substrate is homogeneous, i.e. the same at every location.

Erfindungsgemäß wird diese Methode der gezielt einstellbaren Krümmung eines Substrats über die Schaffung einer präzise gefertigten Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte weiter unterstützt und verbessert, indem man mindestens ein Kompensationsmittel einsetzt, um eine mechanische Rückwirkung bei der Krümmung der Fixierplatte zu vermindern bzw. gänzlich zu verhindern.According to the invention, this method of specifically adjustable curvature of a substrate is further supported and improved by creating a precisely manufactured cavity plate surface of the fixing plate, by using at least one compensating means to reduce or completely prevent mechanical reaction when the fixing plate is bent.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das mindestens eine Kompensationsmittel eine, insbesondere krümmbare, Kompensationsplatte umfasst.It is preferably provided that the at least one compensation means comprises a, in particular curvable, compensation plate.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kompensationsplatte entgegen der Krümmung der Fixierplatte krümmbar ist.Preferably, the compensation plate can be bent counter to the curvature of the fixing plate.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass zwischen der Fixierplatte und der Kompensationsplatte ein, bevorzugt abgedichteter, Zwischenraum erzeugbar ist.It is preferably provided that a preferably sealed gap can be created between the fixing plate and the compensation plate.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Krümmung der Fixierplatte und der Kompensationsplatte durch ein Fluid erzeugbar ist, das in den Zwischenraum pressbar ist.It is preferably provided that the curvature of the fixing plate and the compensation plate can be generated by a fluid that can be pressed into the intermediate space.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Zwischenraum durch ein Fluidmittel, ein mechanisches Stellmittel und/oder elektrostatische Kräfte erzeugbar ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Fixierplatte und die Kompensationsplatte über eine, bevorzugt gelenkige, Lagerung miteinander verbunden sind.It is preferably provided that the intermediate space can be generated by a fluid medium, a mechanical adjusting means and/or electrostatic forces. It is preferably provided that the fixing plate and the compensation plate are connected to one another via a, preferably articulated, bearing.

Es ist vorgesehen, dass die Fixierplatte und bevorzugt die Kompensationsplatte über eine, bevorzugt gelenkige, Lagerung mit den übrigen Bauteilen des Substrathalters verbunden sind.It is intended that the fixing plate and preferably the compensation plate are connected to the other components of the substrate holder via a, preferably articulated, bearing.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass über eine Peripherie der Fixierplatte und/oder der Kompensationsplatte, nur ein geringes Moment, bevorzugt kein Moment, übertragbar ist. Das übertragene Moment ist kleiner als 1Nm, vorzugsweise kleiner als 10-3 Nm, noch bevorzugter kleiner als 10-5 Nm, am bevorzugtesten kleiner als 10-7'Nm, am allerbevorzugtesten 0 Nm.Preferably, only a small torque, preferably no torque, can be transmitted via a periphery of the fixing plate and/or the compensation plate. The transmitted torque is less than 1 Nm, preferably less than 10 -3 Nm, even more preferably less than 10 -5 Nm, most preferably less than 10 -7 'Nm, most preferably 0 Nm.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kompensationsplatte in ihrem äußeren Bereich eine, vorzugsweise vollumfängliche und geschlossene, Nut aufweist. Der Abstand zwischen der Nut und der äußeren Peripherie der Kompensationsplatte ist kleiner als 50mm, vorzugsweise kleiner als 40mm, noch bevorzugter kleiner als 30mm, am bevorzugtesten kleiner als 20mm, am allerbevorzugtesten kleiner als 10mm.It is preferably provided that the compensation plate has a groove in its outer region, preferably a full-circumferential and closed groove. The distance between the groove and the outer periphery of the compensation plate is less than 50 mm, preferably less than 40 mm, even more preferably less than 30 mm, most preferably less than 20 mm, most preferably less than 10 mm.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kompensationsplatte in ihrem äußeren Bereich ein Dichtmittel, bevorzugt einen Dichtring, aufweist, wobei das Dichtmittel bevorzugt auf einem, insbesondere vollumfänglichen und geschlossenen, Podest angeordnet ist. Der Dichtring erlaubt die Erzeugung eines Drucks von mehr als 1bar, vorzugsweise mehr als 1.2 bar, noch bevorzugter mehr als 1.5 bar, am bevorzugtesten mehr als 2bar, am allerbevorzugtesten mehr als 2.5bar.It is preferably provided that the compensation plate has a sealing means, preferably a sealing ring, in its outer region, wherein the sealing means is preferably arranged on a, in particular fully circumferential and closed, pedestal. The sealing ring allows the generation of a pressure of more than 1 bar, preferably more than 1.2 bar, even more preferably more than 1.5 bar, most preferably more than 2 bar, most preferably more than 2.5 bar.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das mindestens eine Kompensationsmittel eine gelenkige Lagerung der Fixierplatte umfasst. Die gelenkige Lagerung, die nicht in der Lage ist, Reaktionskräfte und/oder Momente von den anderen Bauteilen des erfindungsgemäßen Substrathalters auf die Fixierplatte zu übertragen, wird also selbst als Kompensationsmittel im Sinne dieser Offenbarung angesehen.It is preferably provided that the at least one compensation means comprises an articulated mounting of the fixing plate. The articulated mounting, which is not capable of transmitting reaction forces and/or moments from the other components of the substrate holder according to the invention to the fixing plate, is therefore itself regarded as a compensation means within the meaning of this disclosure.

Einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt insbesondere der Gedanke zu Grunde, einen Substrathalter zu konstruieren, der über zwei Platten verfügt, die in zwei jeweils entgegengesetzte Richtungen gekrümmt werden können. Die Krümmung erfolgt dabei durch Stellmittel (im Folgenden auch Krümmungsmittel genannt), insbesondere durch Verwendung eines Fluids, dass in den Zwischenraum der beiden Platten gepresst wird. Durch die Verwendung von zwei Platten wirkt die, durch die Verformung der ersten Platte erzeugte, Reaktionskraft nicht auf die Unterseite des Substrathalters, der die erste Platte hält, sondern auf die erfindungsgemäß zweite eingebaute Platte. Dadurch wird eine schädliche und beeinflussende Rückwirkung der Reaktionskraft auf den Substrathalter und damit das Substrat eliminiert. Die Reaktionskraft wird vielmehr von der zweiten Platte aufgenommen (kompensiert), die sich frei in Richtung des Substrathalters verformen kann. Des Weiteren beschreibt die Erfindung eine Vorrichtung, insbesondere Bondvorrichtung, die den erfindungsgemäßen Substrathalter an mindestens einer Seite der Vorrichtung verwendet.Another preferred embodiment of the invention is based in particular on the idea of constructing a substrate holder that has two plates that can be bent in two opposite directions. The curvature is achieved by adjusting means (hereinafter also referred to as curvature means), in particular by using a fluid that is pressed into the space between the two plates. By using two plates, the reaction force generated by the deformation of the first plate does not act on the underside of the substrate holder that holds the first plate, but on the second plate installed according to the invention. This eliminates a harmful and influencing reaction of the reaction force on the substrate holder and thus the substrate. Instead, the reaction force is absorbed (compensated) by the second plate, which can deform freely in the direction of the substrate holder. Furthermore, the invention describes a device, in particular a bonding device, that uses the substrate holder according to the invention on at least one side of the device.

SubstrathalterSubstrate holder

Im Folgenden werden die erfindungsgemäßen Substrathalter im Detail beschrieben. Insbesondere kommt es darauf an, alle konstruktionstechnischen Maßnahmen zu verstehen, mit deren Hilfe man eine eistellbare, insbesondere homogene, Krümmung erzeugen kann. Des Weiteren werden konstruktionstechnische Maßnahmen offenbart, mit deren Hilfe man die auf die obere Platte rückwirkenden Kräfte und Momente, sowie deren Vermeidung verstehen kann.The substrate holders according to the invention are described in detail below. In particular, it is important to understand all the design measures that can be used to create an adjustable, in particular homogeneous, curvature. Furthermore, design measures are disclosed that can be used to understand the forces and moments acting on the upper plate and how to avoid them.

Alle erfindungsgemäßen Substrathalter verfügen über eine Fixieroberfläche. Die Fixieroberfläche ist insbesondere Teil einer Fixierplatte. Die Fixierplatte besitzt eine, der Fixieroberfläche gegenüberliegende, Hohlraumoberfläche. Bevorzugt ist die Hohlraumoberfläche gemäß einer mathematischen Funktion geformt. Die Form der Hohlraumoberfläche bewirkt durch die Anwendung eines Stellelements eine wohldefinierbare, insbesondere homogene Krümmung.All substrate holders according to the invention have a fixing surface. The fixing surface is in particular part of a fixing plate. The fixing plate has a cavity surface opposite the fixing surface. The cavity surface is preferably defined according to a mathematical function The shape of the cavity surface results in a well-defined, particularly homogeneous curvature through the use of an adjusting element.

Die Normalkomponente einer Kraft, die auf einen Hebel wirkt, erzeugt im Angriffspunkt des Hebels ein Moment. Um die Darstellung der Erfindung zu vereinfachen wird im weiteren Verlauf des Textes immer nur von Kräften die Rede sein, obwohl die entstehenden Kräfte auch Momente hervorrufen. Die Summe der Momente und die Summe der Kräfte müssen null sein. Alle sich daraus ergebenden Konsequenzen gelten damit auch als offenbart.The normal component of a force acting on a lever generates a moment at the lever's point of action. To simplify the description of the invention, the rest of the text will only refer to forces, although the resulting forces also generate moments. The sum of the moments and the sum of the forces must be zero. All consequences resulting from this are therefore also considered to be disclosed.

Die erfindungsgemäßen Substrathalter sind vorzugsweise immer so konstruiert, dass eine Kraft eine obere, erste Platte krümmt, und die dabei entstehenden Gegenkraft nicht über jene Bauteile, die die Platte lagern bzw. halten, aufgenommen wird, sondern über eigens dafür vorgesehene Kompensationsbauteile, insbesondere eine zweite, untere Platte. Die zweite, untere Platte darf dabei auch nicht oder nur sehr schwach mechanisch mit den restlichen Bauteilen des Substrathalters verbunden sein, da sie sonst erst wieder mit der oberen ersten Platte mechanisch gekoppelt wäre und ein Moment übertragen könnte. Ein charakteristisches Merkmal muss darin bestehen, dass über die Peripherie, insbesondere beider Platten, kein oder zumindest nur ein verschwindend geringes Moment übertragen werden kann. Die Platten, sowie einige andere notwendige Maschinenelemente müssen also an der Peripherie möglichst ein ideales Loslager, insbesondere ein möglichst ideales Gelenk, bilden.The substrate holders according to the invention are preferably always designed in such a way that a force bends an upper, first plate, and the counterforce that arises is not absorbed by the components that support or hold the plate, but by compensation components provided specifically for this purpose, in particular a second, lower plate. The second, lower plate must not be mechanically connected to the remaining components of the substrate holder, or only very weakly so, because otherwise it would only be mechanically coupled to the upper, first plate and could transmit a moment. A characteristic feature must be that no or at least only a negligible moment can be transmitted via the periphery, in particular both plates. The plates, as well as some other necessary machine elements, must therefore form as ideal a floating bearing as possible on the periphery, in particular as ideal a joint as possible.

In einer speziellen bevorzugten Ausführungsform besteht der erfindungsgemäße Substrathalter daher aus mindestens zwei Platten, die krümmbar, und vor allem gelenkig gelagert sind.In a special preferred embodiment, the substrate holder according to the invention therefore consists of at least two plates which are curved and, above all, articulated.

In einer ersten speziellen, bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Platten selbst das Stellelement das ihre Krümmung hervorruft, indem man die Platten auf Potential setzt, eine Oberflächenladung erzeugt und elektrostatische Kräfte für die Krümmung der Platten sorgen. Die Platten sind dabei elektrisch voneinander isoliert. Eine solche Isolierung kann darin bestehen, dass die Oberflächen in der Peripherie der Substrate aus einem dielektrischen Material bestehen bzw. mit einem dialektischen Material beschichtet wurden.In a first specific, preferred embodiment of the invention, the plates themselves are the actuating element that causes their curvature by setting the plates to potential, generating a surface charge and electrostatic forces causing the curvature of the plates. The plates are electrically insulated from one another. Such insulation can consist in the surfaces in the periphery of the substrates being made of a dielectric material or being coated with a dialectical material.

Andere Teilbereiche der Platten, insbesondere an den Oberflächen der Platten, die aufeinander zugerichtet sind, sind Elektrika, d.h. elektrisch leitfähig. Insbesondere sind die ganzen Platten, mit Ausnahme ihrer isolierenden Randbereiche, elektrisch leitfähig. Beide Platten können auf ein, insbesondere positives, Potential in Bezug zu Masse gesetzt werden. Denkbar ist auch, dass beide Platten auf ein negatives Potential in Bezug zu Masse gesetzt werden. Durch die gleichpolige Aufladung beider Platten, stoßen sich beide Platten voneinander ab. Würden die Platten an ihrer Peripherie nicht elektrisch isoliert sein, würden sich die Ladungen an die äußeren Oberflächen der beiden Platten bewegen. Auf den inneren, dem Hohlraum zugewandten, Oberflächen der beiden Platten würden sich keine Ladungen befinden und der Hohlraum wäre feldfrei.Other parts of the plates, particularly on the surfaces of the plates that face each other, are electric, i.e. electrically conductive. In particular, the entire plates, with the exception of their insulating edge areas, are electrically conductive. Both plates can be set to a potential, particularly a positive one, in relation to ground. It is also conceivable that both plates are set to a negative potential in relation to ground. Because both plates are charged with the same polarity, both plates repel each other. If the plates were not electrically insulated at their periphery, the charges would move to the outer surfaces of the two plates. There would be no charges on the inner surfaces of the two plates facing the cavity and the cavity would be field-free.

Dementsprechend würden sich die Platten nicht erfindungsgemäß nach außen krümmen können. Die elektrische Isolierung der beiden auf potential gebrachten Platten ist daher ein wesentlicher erfindungsgemäßer Aspekt dieser sehr speziellen Ausführungsform. In einer speziellen Erweiterung der erfindungsgemäßen Ausführungsform können elektrisch voneinander isolierte Bereiche der beiden Platten elektrisch leitfähig sein und jeder dieser elektrisch leitfähigen Bereiche kann einzeln und unabhängig von den anderen elektrischen Bereichen auf ein wohldefiniertes elektrisches Potential gesetzt werden. Dadurch wird es möglich, die Abstoßung der Platten örtlich genau einzustellen. Je feiner die Segmentierung der elektrisch leitfähigen Bereiche, desto genauer die Ortsauflösung der einstellbaren Krümmung.Accordingly, the plates would not be able to bend outwards according to the invention. The electrical insulation of the two plates brought to potential is therefore an essential inventive aspect of this very special embodiment. In a special extension of the inventive embodiment, areas of the two plates that are electrically isolated from each other can be electrically conductive and each of these electrically conductive areas can be set to a well-defined electrical potential individually and independently of the other electrical areas. This makes it possible to precisely adjust the repulsion of the plates locally. The finer the segmentation of the electrically conductive areas, the more precise the spatial resolution of the adjustable curvature.

In einer zweiten speziellen, bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die beiden Platten durch ein mechanisches Stellelement, das sich zwischen den Platten befindet, gekrümmt. Das mechanische Stellelement kann elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch betrieben werden. Besonders bevorzugt werden piezoelektrische Säulen als Stellmittel verwendet. Insbesondere ist auch wieder die Verwendung mehrerer solcher mechanischer Stellelemente, die sich auf mehrere, insbesondere symmetrische Positionen, zwischen den Platten befinden, möglich. In diesem Fall kann vorzugsweise wieder jedes der Stellmittel unabhängig von allen anderen Stellmitteln eingestellt werden.In a second special, preferred embodiment of the invention, the two plates are curved by a mechanical adjusting element located between the plates. The mechanical adjusting element can be operated electrically and/or pneumatically and/or hydraulically. Piezoelectric columns are particularly preferably used as adjusting means. In particular, the use of several such mechanical adjusting elements located in several, in particular symmetrical, positions between the plates is again possible. In this case, each of the adjusting means can preferably be adjusted independently of all other adjusting means.

In einer dritten, speziellen besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform werden die Platten durch ein Fluid gekrümmt, das in einen Zwischenraum eingeleitet, insbesondere gepumpt, wird. Bei dem Fluid handelt es sich um eine Flüssigkeit, eine Flüssigkeitsmischung, ein Gas oder ein Gasgemisch. Am allerbevorzugtesten handelt es sich bei dem Fluid um Luft. Dadurch kommt es zu einer, insbesondere symmetrischen, Krümmung beider Platten.In a third, special, particularly preferred embodiment of the invention, the plates are curved by a fluid that is introduced, in particular pumped, into an intermediate space. The fluid is a liquid, a liquid mixture, a gas or a gas mixture. Most preferably, the fluid is air. This results in a curvature, in particular a symmetrical curvature, of both plates.

Der erfindungsgemäße Gedanke hinter den speziellen erfindungsgemäßen Ausführungsformen besteht insbesondere darin, dass die untere Platte sich frei dehnen kann und keine Kraft und/oder kein Moment auf die restlichen Bauteile des Substrathalters überträgt, sodass dieser nicht verformt wird. Insbesondere soll die Krümmung der ersten Platte, der Fixierplatte, und damit die Krümmung des darauf fixierten Substrats, nicht durch ein mechanisch rückwirkendes Moment bzw. eine mechanisch rückwirkende Kraft verändert werden.The inventive idea behind the special embodiments of the invention is in particular that the lower plate can expand freely and does not transfer any force and/or moment to the remaining components of the substrate holder, so that the latter is not deformed. In particular, the curvature of the first plate, the fixing plate, and thus the curvature of the substrate fixed to it, should not be caused by a mechanical retroactive moment or a mechanically retroactive force.

Plattenplates

Der erfindungsgemäße Substrathalter weist insbesondere mindestens eine, an Ihrer Rückseite speziell geformte Platte auf. In einer speziellen erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Substrathalter zwei Platten auf.The substrate holder according to the invention has in particular at least one plate specially shaped on its rear side. In a special embodiment according to the invention, the substrate holder has two plates.

Es gibt zwei grundsätzliche Arten von Platten, die Fixierplatte und die Kompensationsplatte. Die Fixierplatte ist die Platte, auf der das zu krümmende Substrat fixiert wird. Die Kompensationsplatte ist die Platte, die den erfindungsgemäßen Effekt der Aufnahme der Kräfte und/oder Momente der Stellmittel übernimmt und so eine mechanische Rückkopplung auf die anderen Bauteile des Substrathalters weitestgehend verhindert. Insbesondere ist auch die Lagerung der Platten maßgeblich dafür verantwortlich, dass keine Kräfte und/oder Momente von anderen Bauteilen auf die Fixierplatte übertragen werden.There are two basic types of plates, the fixing plate and the compensation plate. The fixing plate is the plate on which the substrate to be curved is fixed. The compensation plate is the plate that takes on the inventive effect of absorbing the forces and/or moments of the adjusting means and thus largely prevents mechanical feedback to the other components of the substrate holder. In particular, the bearing of the plates is also largely responsible for ensuring that no forces and/or moments from other components are transferred to the fixing plate.

Der Raum zwischen den beiden Platten wird als Hohlraum bezeichnet. Alle Platten verfügen über eine Hohlraumplattenoberfläche und eine der Hohlraumplattenoberfläche gegenüberliegende zweite Plattenoberfläche, die abhängig von der Funktion der Platte unterschiedlich verwendet wird.The space between the two panels is called the cavity. All panels have a cavity panel surface and a second panel surface opposite the cavity panel surface, which is used differently depending on the function of the panel.

Die Hohlraumplattenoberfläche ist immer die Oberfläche, die dem Hohlraum zwischen den beiden Platten zugewandt ist. In einer besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform sind die Hohlraumplattenoberflächen speziell geformt. Insbesondere die Hohlraumplattenoberfläche der Platte, die das Substrat fixiert, besitzt eine wohldefinierte Form, die sich positiv auf das Krümmungsverhalten der Platte und damit auf das Krümmungsverhalten des Substrats auswirkt.The cavity plate surface is always the surface that faces the cavity between the two plates. In a particularly preferred embodiment of the invention, the cavity plate surfaces are specially shaped. In particular, the cavity plate surface of the plate that fixes the substrate has a well-defined shape that has a positive effect on the curvature behavior of the plate and thus on the curvature behavior of the substrate.

Wird eine Unterscheidung zwischen der Hohlraumplattenoberfläche der Fixierplatte und der Kompensationsplatte notwendig, dann werden diese entsprechend als Hohlraumfixierplattenoberfläche und Hohlraumkompensationsplattenoberfläche bezeichnet. Die Hohlraumplattenoberflächen können beliebig geformt sein, können aber vorzugsweise gemäß einer Funktion beschrieben werden, die bereits für die Beschreibung der Biegelinie bzw. Biegefläche verwendet wurde. Alle für die Biegelinie und/oder Biegefläche offenbarten Funktionen gelten daher auch als für die Beschreibung der Hohlraumplattenoberflächen als offenbart.If a distinction is necessary between the cavity plate surface of the fixing plate and the compensation plate, these are referred to as cavity fixing plate surface and cavity compensation plate surface. The cavity plate surfaces can have any shape, but can preferably be described according to a function that has already been used to describe the bending line or bending surface. All functions disclosed for the bending line and/or bending surface are therefore also considered to be disclosed for the description of the cavity plate surfaces.

Die Plattenoberfläche, welche ein Substrat fixiert, wird als Fixierplattenoberfläche bezeichnet. Eine Fixierplattenoberfläche kann sich demnach immer nur auf einer Fixierplatte befinden.The plate surface that fixes a substrate is called the fixing plate surface. A fixing plate surface can therefore only ever be located on one fixing plate.

Die Fixierplattenoberfläche verfügt über Fixierungen, um das Substrat zu fixieren. Bei den Fixierungen kann es sich insbesondere um

  1. 1. Mechanische Fixierungen, insbesondere
    1.1. Klemmen
  2. 2. Vakuumfixierungen, insbesondere mit
    • 2.1. einzeln ansteuerbare Vakuumbahnen
    • 2.2. miteinander verbundenen Vakuumbahnen
  3. 3. Elektrische Fixierungen, insbesondere
    3.1. Elektrostatische Fixierungen
  4. 4. Magnetische Fixierungen
  5. 5. Adhäsive Fixierungen, insbesondere
  6. 6. Gel-Pak Fixierungen und/oder
  7. 7. Fixierungen mit adhäsiven, insbesondere ansteuerbaren, Oberfläche handeln.
The fixing plate surface has fixings to fix the substrate. The fixings can be in particular
  1. 1. Mechanical fixations, especially
    1.1. Terminals
  2. 2. Vacuum fixations, especially with
    • 2.1. Individually controllable vacuum tracks
    • 2.2. interconnected vacuum tracks
  3. 3. Electrical fixations, especially
    3.1. Electrostatic fixations
  4. 4. Magnetic fixations
  5. 5. Adhesive fixations, especially
  6. 6. Gel-Pak fixations and/or
  7. 7. Fixations with adhesive, especially controllable, surfaces.

Die Fixierungen sind insbesondere pneumatisch und/oder hydraulisch und/oder elektronisch ansteuerbar.The fixations can be controlled pneumatically and/or hydraulically and/or electronically.

Die Vakuumfixierung ist die bevorzugte Fixierungsart. Die Vakuumfixierung besteht vorzugsweise aus mehreren Vakuumbahnen, die an der Oberfläche des Substrathalters austreten. Die Vakuumbahnen sind vorzugsweise einzeln ansteuerbar. In einer technisch eher realisierbaren Anwendung sind einige Vakuumbahnen zu Vakuumzonen vereint, die einzeln ansteuerbar, daher evakuiert oder geflutet werden können. Jede Vakuumzone ist allerdings unabhängig von den anderen Vakuumzonen. Damit erhält man die Möglichkeit des Aufbaus einzeln ansteuerbarer Vakuumzonen. Die Vakuumzonen sind vorzugsweise ringförmig konstruiert. Dadurch wird eine gezielte, radialsymmetrische, insbesondere von Innen nach Außen durchgeführte Fixierung und/oder Loslösung eines Substrats vom Substrathalter ermöglicht.Vacuum fixation is the preferred type of fixation. Vacuum fixation preferably consists of several vacuum tracks that emerge from the surface of the substrate holder. The vacuum tracks can preferably be controlled individually. In an application that is more technically feasible, some vacuum tracks are combined to form vacuum zones that can be controlled individually and thus evacuated or flooded. However, each vacuum zone is independent of the other vacuum zones. This makes it possible to set up individually controllable vacuum zones. The vacuum zones are preferably designed in a ring shape. This enables a targeted, radially symmetrical fixation and/or detachment of a substrate from the substrate holder, particularly from the inside to the outside.

In einer weiteren Verbesserung sind die ringförmig segmentierten Vakuumzonen entlang eines Ringumfangs nochmals segmentiert, sodass sich jede Vakuumzone entlang des Ringumfangs in mehrere Vakuumzonen aufteilt. Derartige Ausführungsformen wurden ausführlich in der Druckschrift WO2017162272A1 offenbart.In a further improvement, the ring-shaped segmented vacuum zones are again segmented along a ring circumference, so that each vacuum zone is divided into several vacuum zones along the ring circumference. Such embodiments have been described in detail in the publication WO2017162272A1 disclosed.

In einer ganz besonders bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform befinden sich auf der Fixierplattenoberfläche sogenannte Stifte (engl.: pins). Die Druckschrift WO2015113641A1 erwähnte eine derartige Struktur. Durch diese Stifte liegt ein Substrat nicht vollflächig auf, sondern kontaktiert die Fixieroberfläche größtenteils nur an den Stiften. Dadurch werden einerseits Kontaminationen vermindert, andererseits kann in den Zwischenräumen der Stifte ein Vakuum entlang der gesamten Fixierfläche der Fixierplatte aufgebaut werden. Insbesondere sind die Stifte in den Vakuumzonen gruppiert, die bereits erwähnt wurden. Diese Ausführungsformen wurden ebenfalls ausführlich in der Druckschrift WO2017162272A1 offenbart. Insbesondere die Gruppierung der Stifte und Vakuumdurchführungen zu Vakuumzonen, die auf der Fixierplatte verteilt sind und vor allem einzeln angesteuert werden können, wird hiermit explizit offenbart und stellt im Zusammenhang mit der eigentlichen erfindungsgemäßen Idee eine entscheidende Verbesserung des erfindungsgemäßen Substrathalters dar.In a particularly preferred embodiment of the invention, so-called pins are located on the fixing plate surface. The publication WO2015113641A1 mentioned such a structure. Through These pins do not have a substrate lying on the entire surface, but mostly only contact the fixing surface at the pins. This reduces contamination on the one hand, and on the other hand a vacuum can be built up in the spaces between the pins along the entire fixing surface of the fixing plate. In particular, the pins are grouped in the vacuum zones that have already been mentioned. These embodiments were also described in detail in the publication WO2017162272A1 In particular, the grouping of the pins and vacuum feedthroughs into vacuum zones, which are distributed on the fixing plate and, above all, can be controlled individually, is hereby explicitly disclosed and, in connection with the actual inventive idea, represents a decisive improvement of the substrate holder according to the invention.

Obwohl die erwähnte Verwendung von Vakuumzonen gemäß der Druckschrift WO2017162272A1 , die insbesondere jeweils durch mindestens ein Vakuumloch evakuiert bzw. geflutet werden können, als eine spezielle, nutzbringende und wichtige Erweiterung der erfindungsgemäßen Idee gilt, werden die erfindungsgemäßen Substrathalter im weiteren Verlauf des Textes mit einer Fixermethode beschrieben, bei der sich nur eine sehr geringe Anzahl von Vakuumlöchern, insbesondere im Zentrum, auf der Fixierplattenoberfläche befinden.Although the use of vacuum zones mentioned in the publication WO2017162272A1 , which in particular can each be evacuated or flooded through at least one vacuum hole, is considered to be a special, useful and important extension of the inventive idea, the substrate holders according to the invention are described in the further course of the text with a fixing method in which only a very small number of vacuum holes, in particular in the center, are located on the fixing plate surface.

In den erfindungsgemäßen Ausführungsformen, in denen eine Fixierung des Substrats mittels einer Vakuumfixierung erfolgt, wird das Vakuum zwischen dem Substrat und der Fixierplattenoberfläche vorzugsweise über Vakuumlöcher erzeugt, die entlang eines Kreises gebohrt wurden, dessen Kreismittelpunkt das Zentrum der Fixierplatte ist. Dadurch wird es bei der Verwendung eines Substrathalters mit Stiften (engl.: pins chuck) möglich, einen der Pins genau im Zentrum der Fixierplatte zu positionieren, was sich nachweislich positiv auf das Bondergebnis auswirkt. Eine genaue Beschreibung und Darstellung erfolgt in der Figurenbeschreibung und den Figuren. Es ist daher ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal, einen Substrathalter mit Stiften zu offenbaren, der einen der Stifte genau unterhalb der Position, an der es zum Erstkontakt beider Substrate kommt, besitzt. Durch einen solchen Stift unterhalb des Kontaktpunktes beider Substrate kommt es zu einer mechanischen Stabilisierung der Substrate in diesem Punkt. Da von diesem Punkt aus die Bondwelle zu laufen beginnt, ist die Koinzidenz eines solchen Stiftes mit dem Kontaktpunkt entlang einer Line normal auf die Fixierplattenoberfläche entscheidend für einen stabilen Start der Bondwelle. Anschaulich kann man den Effekt eines Pins genau unter der Kontaktstelle so darstellen, dass der Pin unterhalb der Kontaktstelle ein durchdrücken der Substrate in diesem Punkt unterbindet und damit eine stabile mechanische Ausgangssituation erzeugt.In the embodiments according to the invention in which the substrate is fixed by means of vacuum fixation, the vacuum between the substrate and the fixing plate surface is preferably generated via vacuum holes that have been drilled along a circle, the center of which is the center of the fixing plate. This makes it possible, when using a substrate holder with pins (pins chuck), to position one of the pins exactly in the center of the fixing plate, which has a proven positive effect on the bonding result. A precise description and illustration can be found in the figure description and the Figures. It is therefore a further feature of the invention to disclose a substrate holder with pins, which has one of the pins exactly below the position at which the first contact between the two substrates occurs. Such a pin below the contact point of the two substrates results in a mechanical stabilization of the substrates at this point. Since the bonding wave begins to run from this point, the coincidence of such a pin with the contact point along a line normal to the fixing plate surface is crucial for a stable start of the bonding wave. The effect of a pin exactly below the contact point can be clearly shown in such a way that the pin below the contact point prevents the substrates from being pushed through at this point and thus creates a stable mechanical starting situation.

Bei der zweiten Platte handelt es sich um eine Kompensationsplatte. Die Kompensationsplatte besitzt vorzugsweise eine vollumfängliche und geschlossene Nut in einem äußeren Bereich. Die Nut dient dazu, dass die Krümmung der unteren Platte sich nicht vollständig bis zu Ihrem Rand, sondern hauptsächlich bis zu dieser Nut fortsetzt. Die Nut fängt die Krümmung also ab, bevor sie die Peripherie erreicht. Dadurch wird eine immer noch mögliche, kleine Rückwirkung auf den Substrathalter weiter vermindert weiter vermindert. Sollte die Lagerung der Kompensationsplatte an der Peripherie so gut sein, dass kein Moment übertragen wird, könnte auf eine entsprechende Nut verzichtet werden. Dennoch ist die Ausführung einer solchen Nut eigentlich immer nutzbringend. Die Kompensationsplatte trägt vorzugsweise auch Dichtmittel, insbesondere einen Dichtring. Das Dichtmittel befindet sich mit Vorzug auf einem kleinen, vollumfänglichen und geschlossenen Podest.The second plate is a compensation plate. The compensation plate preferably has a full-circumference and closed groove in an outer area. The groove ensures that the curvature of the lower plate does not continue all the way to its edge, but mainly to this groove. The groove therefore catches the curvature before it reaches the periphery. This further reduces any small reaction on the substrate holder that may still be possible. If the bearing of the compensation plate on the periphery is so good that no moment is transmitted, a corresponding groove could be dispensed with. Nevertheless, the design of such a groove is actually always useful. The compensation plate preferably also has a sealing agent, in particular a sealing ring. The sealing agent is preferably located on a small, full-circumference and closed platform.

AnlageAttachment

Alle erfindungsgemäßen Substrathalter können in einer erfindungsgemäßen Anlage für die Fixierung eines unteren und/oder oberen Substrats verwendet werden. Besonders bevorzugt werden die erfindungsgemäßen Substrathalter in einer Bondanlage für die Fixierung des unteren und des oberen Substrats verwendet. Dadurch wird die Steuerung des Bond-, insbesondere Fusionsbonds, besonders verbessert und optimiert. Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Substrathalters als ein Oberseitensubstrathalter wird insbesondere der, in der Halbleiterindustrie lange eingesetzt Krümmungsstift (engl.: pin), der die zentrische Krümmung eines Substrats initiiert hat, ersetzt.All substrate holders according to the invention can be used in a system according to the invention for fixing a lower and/or upper substrate. The substrate holders according to the invention are particularly preferably used in a bonding system for fixing the lower and upper substrate. This particularly improves and optimizes the control of the bond, in particular the fusion bond. By using the substrate holder according to the invention as a top substrate holder, in particular the curvature pin, which has long been used in the semiconductor industry and which initiated the centric curvature of a substrate, is replaced.

Die bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Anlage besteht als darin, einen erfindungsgemäßen Substrathalter für die Fixierung des oberen und einen erfindungsgemäßen Substrathalter für die Fixierung des unteren Substrats zu verwenden.The preferred embodiment of a system according to the invention consists in using a substrate holder according to the invention for fixing the upper substrate and a substrate holder according to the invention for fixing the lower substrate.

Eine spezielle erfindungsgemäße Anlage besteht aus einem erfindungsgemäßen Substrathalter an der Unterseite und einem beliebigen anderen, nicht erfindungsgemäßen Substrathalter. Der obere Substrathalter verfügt dabei vorzugsweise über die, im Stand der Technik bekannten, Krümmungsmittel, insbesondere einen Krümmungsstift oder eine Düse, aus der ein Fluid austritt, welches das obere Substrat entsprechend krümmt.A special system according to the invention consists of a substrate holder according to the invention on the underside and any other substrate holder not according to the invention. The upper substrate holder preferably has the curvature means known in the prior art, in particular a curvature pin or a nozzle from which a fluid emerges which accordingly curves the upper substrate.

In einer besonderen Erweiterung einer erfindungsgemäßen Anlage befindet sich in dem Bonder auch eine Ausrichtungsvorrichtung (engl.: aligner).In a special extension of a system according to the invention, the bonder also contains an alignment device (aligner).

Sind die Substrate transparent für elektromagnetische Strahlung einer gewissen Frequenz, sind vorzugsweise Beobachtungsvorrichtungen vorhanden um den Verlauf der bondwelle zu analysieren. Dadurch kann nicht nur der Bondvorgang beobachtet, beeinflusst und notfalls abgebrochen werden, sondern auch das Verhalten der Bondwelle als Funktion unterschiedlicher Parameter analysiert werden. Eine derartige Analyse hilft bei der weiteren Verbesserung der erfindungsgemäßen Substrathalter.If the substrates are transparent to electromagnetic radiation of a certain frequency, observation devices are preferably available to analyse the course of the bonding wave. This not only allows the bonding process to be observed, influenced and, if necessary, aborted, but also the behavior of the bond wave as a function of different parameters. Such an analysis helps to further improve the substrate holder according to the invention.

In einer besonderen Erweiterung einer erfindungsgemäßen Anlage können folgende Module an die erfindungsgemäße Anlage, insbesondere vakuumdicht, angeschlossen werden

  • Reinigungsmodule
  • Schleifmodule
  • Ätzmodule, insbesondere
    • o Zum chemischen Ätzen
    • o Zum physikalischen Ätzen
  • Plasmamodule
  • Beschichtungsmodule
In a special extension of a system according to the invention, the following modules can be connected to the system according to the invention, in particular vacuum-tight
  • Cleaning modules
  • Grinding modules
  • Etching modules, especially
    • o For chemical etching
    • o For physical etching
  • Plasma modules
  • Coating modules

Derartige Module sind vorzugsweise Teil einer sogenannten Clusteranlage, in der es zwischen den Modulen vakuumdichte Tore gibt. Vorzugsweise befinden sich zwischen einigen der genannten Module auch Schleusen. Die Module können beliebig zueinander angeordnet werden. Vorzugsweise gibt es ein zentrales Modul, in dem sich ein Roboter befindet, der die Substrate zwischen den einzelnen Modulen transportieren kann. Ein derartiger, zentral ausgelegter Cluster, wird als Sterncluster bezeichnet. Denkbar ist auch, dass die Module in Reihe angeordnet sind.Such modules are preferably part of a so-called cluster system in which there are vacuum-tight gates between the modules. Preferably, there are also locks between some of the modules mentioned. The modules can be arranged in any order. Preferably, there is a central module in which there is a robot that can transport the substrates between the individual modules. Such a centrally arranged cluster is called a star cluster. It is also conceivable that the modules are arranged in series.

VerfahrenProceedings

Das erfindungsgemäße Verfahren weist insbesondere die folgenden Schritte auf. Die Schritte müssen nicht notwendigerweise in der genannten Reihenfolge ablaufen.The method according to the invention comprises in particular the following steps. The steps do not necessarily have to be carried out in the order mentioned.

In einem ersten erfindungsgemäßen Prozessschritt erfolgen ein Laden und ein Fixieren eines ersten Substrats auf einen ersten Substrathalter. Bei dem ersten Substrathalter handelt es sich vorzugsweise um einen erfindungsgemäßen Substrathalter.In a first process step according to the invention, a first substrate is loaded and fixed onto a first substrate holder. The first substrate holder is preferably a substrate holder according to the invention.

In einem zweiten erfindungsgemäßen Prozessschritt erfolgen ein Laden und ein Fixieren eines zweiten Substrats auf einen ersten Substrathalter. Bei dem ersten Substrathalter handelt es sich vorzugsweise um einen erfindungsgemäßen Substrathalter.In a second process step according to the invention, a second substrate is loaded and fixed onto a first substrate holder. The first substrate holder is preferably a substrate holder according to the invention.

In einem dritten erfindungsgemäßen Prozessschritt erfolgt eine Ausrichtung der beiden Substrate zueinander. Die Ausrichtung erfolgt vorzugsweise an Hand von Ausrichtungsmarken, die sich auf den Substratoberflächen der Substrate befinden. Entsprechende Ausrichtungsanlagen, die auch gleichzeitig Teil einer erfindungsgemäßen Anlage, insbesondere Bondkammer, sein können, werden in den Druckschriften US6214692B1 , WO2015082020A1 , WO2014202106A1 , WO2018041326A1 offenbart.In a third process step according to the invention, the two substrates are aligned with each other. The alignment is preferably carried out using alignment marks that are located on the substrate surfaces of the substrates. Corresponding alignment systems, which can also be part of a system according to the invention, in particular a bonding chamber, are described in the publications US6214692B1 , WO2015082020A1 , WO2014202106A1 , WO2018041326A1 disclosed.

In einem vierten erfindungsgemäßen Prozessschritt erfolgt eine grobe Annäherung der Substrate aneinander.In a fourth process step according to the invention, the substrates are roughly brought closer together.

In einem fünften erfindungsgemäßen Prozessschritt erfolgt die Einstellung einer gezielten erfindungsgemäßen, insbesondere homogenen, Krümmung mindestens eines der Substrate mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Substrathalters. Denkbar ist auch, dass beide Substrate, insbesondere beide mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Substrathalters, gekrümmt werden. Die, insbesondere homogene, Krümmung wird dabei durch die speziell geformte Rückseite der Fixierplatte ermöglicht. Bei der gezielt einstellbaren Krümmung kommt es irgendwann zum Kontakt der beiden Substrate und damit zur Initiierung einer Bondwelle.In a fifth process step according to the invention, a targeted curvature according to the invention, in particular a homogeneous curvature, of at least one of the substrates is set using a substrate holder according to the invention. It is also conceivable that both substrates, in particular both with the help of a substrate holder according to the invention. The curvature, which is particularly homogeneous, is made possible by the specially shaped back of the fixing plate. With the specifically adjustable curvature, contact between the two substrates occurs at some point and thus a bonding wave is initiated.

Der Vollständigkeit halber wird noch folgende Anmerkung gemacht. Sollte es sich bei einem der Substrathalter nicht um einen erfindungsgemäßen Substrathalter handeln, kann dieser über ein gewöhnliches, im Stand der Technik bekanntes, Verformungselement für eine Verformung des Substrats verfügen. Dieser nicht erfindungsgemäße Substrathalter weist dann natürlich alle negativen Konsequenzen, die von der erfindungsgemäßen Idee dieser Druckschrift beseitigt werden, auf. Denkbar wäre aber, dass nur ein einzelner erfindungsgemäßer Substrathalter bereits ausreicht um einen guten Bond zu erzeugen, sodass daher ein gewöhnlicher Substrathalter aus dem Stand der Technik auf der anderen Seite verwendet werden kann. Bei dem Verformungselement handelt es sich dann vorzugsweise um einen einfachen Krümmungsstift. Dieser Krümmungsstift darf nicht mit den, viel kleineren, Stiften eines Stift Substrathalters (engl.: pins chuck) verwechselt werden.For the sake of completeness, the following note is made. If one of the substrate holders is not a substrate holder according to the invention, it can have a conventional deformation element known in the prior art for deforming the substrate. This substrate holder not according to the invention then naturally has all the negative consequences that are eliminated by the inventive idea of this document. However, it is conceivable that just a single substrate holder according to the invention is sufficient to produce a good bond, so that a conventional substrate holder from the prior art can be used on the other side. The deformation element is then preferably a simple curvature pin. This curvature pin must not be confused with the much smaller pins of a pin substrate holder (pins chuck).

In einem sechsten erfindungsgemäßen Prozessschritt erfolgt die kontinuierliche, gezielte und vor allem gesteuerte Loslassung der Substrate von den Substrathaltern. Vorteilhaft ist dabei vor allem, wenn zumindest der obere Substrathalter nicht nur ein erfindungsgemäßer Substrathalter ist, sondern sich die Fixierungen an seiner Fixieroberfläche auch örtlich gezielt steuern lassen. Das ist vor allem dann möglich, wenn die Fixierungen in Zonen, insbesondere Vakuumzonen, gruppiert wurden, wie es in der Druckschrift WO2017162272A1 ausführlich offenbart wurde.In a sixth process step according to the invention, the substrates are released from the substrate holders in a continuous, targeted and above all controlled manner. It is particularly advantageous if at least the upper substrate holder is not only a substrate holder according to the invention, but the fixations on its fixing surface can also be controlled locally. This is especially possible if the fixations have been grouped into zones, in particular vacuum zones, as described in the publication WO2017162272A1 was revealed in detail.

Ein wesentlicher erfindungsgemäßer Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist daher die gezielt einstellbare Krümmung eines Substrats mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Substrathalters, die nur deshalb möglich wird, weil keine mechanische Rückkopplung auf das Substrat erfolgt in Kombination mit einer gezielt steuerbaren Loslösung eines Substrats von seiner Fixieroberfläche während des Voranschreitens der Bondwelle.An essential aspect of the method according to the invention is therefore the specifically adjustable curvature of a substrate with the aid of a substrate holder according to the invention, which is only possible because there is no mechanical feedback to the substrate in combination with a specifically controllable detachment of a substrate from its fixing surface during the advancement of the bonding wave.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die zeigen in:

Figur 1a
einen Anfangszustand eines Substrathalters im Stand der Technik,
Figur 1b
einen Endzustand eines Substrathalters im Stand der Technik,
Figur 2a
einen Anfangszustand eines erfindungsgemäßen Substrathalters ohne Kompensationsplatte,
Figur 2b
einen Endzustand eines erfindungsgemäßen Substrathalters ohne Kompensationsplatte,
Figur 3a
einen Anfangszustand eines erfindungsgemäßen, erweiterten, Substrathalters mit Kompensationsplatte,
Figur 3b
einen Endzustand eines erfindungsgemäßen, erweiterten, Substrathalters mit Kompensationsplatte,
Figur 4
eine erste erfindungsgemäße Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Substrathalters mit Kompensationsplatte,
Figur 5
eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Substrathalters mit Kompensationsplatte,
Figur 6a
eine dritte, bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Substrathalters mit Kompensationsplatte in Seiten- und Aufsicht in einem Anfangszustand
Figur 6b
eine dritte, bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform eines Substrathalters mit Kompensationsplatte in Seitenansicht in einem Endzustand
Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments and from the drawings. They show in:
Figure 1a
an initial state of a substrate holder in the prior art,
Figure 1b
a final state of a substrate holder in the prior art,
Figure 2a
an initial state of a substrate holder according to the invention without compensation plate,
Figure 2b
a final state of a substrate holder according to the invention without compensation plate,
Figure 3a
an initial state of an inventive, extended, substrate holder with compensation plate,
Figure 3b
a final state of an inventive, extended, substrate holder with compensation plate,
Figure 4
a first embodiment of a substrate holder according to the invention with compensation plate,
Figure 5
a second embodiment of a substrate holder according to the invention with compensation plate,
Figure 6a
a third, preferred embodiment of a substrate holder with compensation plate according to the invention in side and top view in an initial state
Figure 6b
a third, preferred embodiment of a substrate holder with compensation plate according to the invention in side view in a final state

In den Figuren werden gleiche Bauteile oder Bauteile mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.In the figures, identical components or components with the same function are identified by the same reference symbols.

Die beiden folgenden Figurenbeschreibungen und ihre zugehörigen Figuren, die zwei Zustände eines Substrathalters im Stand der Technik zeigen, sind so allgemein wie möglich gehalten, um das grundsätzliche Konzept zu veranschaulichen. Es handelt sich um eine möglichst einfache Beschreibung und um Prinzipskizzen, ohne den Anspruch auf Vollständigkeit.The following two figure descriptions and their associated figures, which show two states of a substrate holder in the prior art, are kept as general as possible in order to illustrate the basic concept. They are as simple a description as possible and are schematic sketches, without any claim to completeness.

Die Figur 1a zeigt eine schematische Darstellung eines Anfangszustands eines Substrathalters 1 im Stand der Technik, dessen Fixierplattenoberfläche 3f gekrümmt werden kann. Der Substrathalter 1 verfügt über eine Fixierplatte 3, die insbesondere über eine Plattenlagerung 2, insbesondere an der Peripherie, gelagert werden kann. Im vorliegenden Fall handelt es sich bei der Plattenlagerung 2 vor allem um ein Festlager, das insbesondere auch nicht gelenkig ausgelegt ist. Denkbar wäre natürlich auch, dass die Fixierplatte 3 direkt mit dem Rest des Substrathalters 1 mechanisch verbunden wäre. Wichtig ist, dass es eine als Fixierplattenoberfläche 3f beschrieben Oberfläche gibt, die gekrümmt werden kann. Die Fixierplatte 3 ist daher so konstruiert und/oder gelagert, dass sie gekrümmt werden kann.The Figure 1a shows a schematic representation of an initial state of a substrate holder 1 in the prior art, the fixing plate surface 3f of which can be curved. The substrate holder 1 has a fixing plate 3, which can be supported in particular via a plate bearing 2, in particular on the periphery. In the present case, the plate bearing 2 is primarily a fixed bearing, which in particular is not designed to be articulated. It would of course also be conceivable for the fixing plate 3 to be mechanically connected directly to the rest of the substrate holder 1. It is important that there is a surface described as the fixing plate surface 3f that can be curved. The fixing plate 3 is therefore designed and/or supported in such a way that it can be curved.

Insbesondere befinden sich Substratfixierungen 4 auf der Platte 3, mit deren Hilfe ein Substrat 7 an der Platte 3 fixiert werden kann. Wie die Substratfixierungen 4 angesteuert werden, ist für das Verständnis der Vorrichtung aus dem Stand der Technik nicht von Relevanz und wird hier nicht näher erläutert.In particular, substrate fixations 4 are located on the plate 3, with the help of which a substrate 7 can be fixed to the plate 3. How the substrate fixations 4 are controlled is important for understanding the Device from the prior art is not relevant and will not be explained in detail here.

Die Figur 1b zeigt eine schematische Darstellung eines Endzustands eines Substrathalters 1 im Stand der Technik. Der Substrathalter 1 wird in diesem speziellen Fall, von außen betrachtet, konvex gekrümmt, weil im Hohlraum 5 ein Überdruck aufgebaut wird. Der Überdruck entsteht dadurch, dass über ein Stellmittel 6, im speziellen Fall eine Öffnung, ein Ventil oder eine Düse, ein Gas oder Gasgemisch mit Überdruck in Bezug zur umgebenden Atmosphäre in den Hohlraum 5 strömt. Beim Stellmittel 6 kann es sich alternativ um ein mechanisches Stellmittel handelt. Die Verwendung eines Überdrucks wird hier also nur exemplarisch beschrieben.The Figure 1b shows a schematic representation of a final state of a substrate holder 1 in the prior art. In this special case, the substrate holder 1 is convexly curved when viewed from the outside because an overpressure is built up in the cavity 5. The overpressure is created by a gas or gas mixture with overpressure in relation to the surrounding atmosphere flowing into the cavity 5 via an actuating means 6, in this special case an opening, a valve or a nozzle. The actuating means 6 can alternatively be a mechanical actuating means. The use of an overpressure is therefore only described here as an example.

In diesem Zustand entstehen mehrere grundsätzliche Probleme. Das erste Problem besteht darin, dass die Krümmung der Fixierplattenoberfläche 3f, und damit auch des Substrats 7, im Allgemeinen inhomogen ist, d.h. die Krümmung ändert sich, im Allgemeinen mit dem Ort. Das ist ein, im Allgemeinen unerwünschter Zustand. Die Inhomogenität der Krümmung ist in der Figur nur schwer erkennbar. Dieses Problem hängt vor allem damit zusammen, dass die Lager 2 als Festlager konzipiert sind, d.h. die Anzahl der Freiheitsgrade zu gering oder sogar null ist.In this state, several fundamental problems arise. The first problem is that the curvature of the fixing plate surface 3f, and thus also of the substrate 7, is generally inhomogeneous, i.e. the curvature changes, generally with the location. This is a generally undesirable state. The inhomogeneity of the curvature is difficult to recognize in the figure. This problem is mainly related to the fact that the bearings 2 are designed as fixed bearings, i.e. the number of degrees of freedom is too small or even zero.

Ein weiteres Problem im Stand der Technik sind also die Lager 2, die meistens so ausgelegt sind, dass sie Reaktionskräfte und/oder Momente auf die Fixierplatte 3 übertragen können. Insbesondere werden die Lager 2 im Stand der Technik nicht gelenkig ausgeführt. Die Lager 2 sind daher im Stand der Technik meistens in der Lage, ein Moment zu übertragen.Another problem in the prior art is the bearings 2, which are usually designed in such a way that they can transmit reaction forces and/or moments to the fixing plate 3. In particular, the bearings 2 in the prior art are not designed to be articulated. The bearings 2 in the prior art are therefore usually able to transmit a moment.

Ein weiteres Problem besteht darin, dass ein beliebiges Stellelement 6, welches für die Verformung der Fixierplatte 3 zuständig ist, immer eine Gegenkraft erzeugt. Verallgemeinert und physikalisch ausgedrückt entsteht gemäß dem dritten Newtonschen Axiom eine Gegenkraft, normiert auf die Fläche ein entsprechender Gegendruck, der den Substrathalter 1 in die andere Richtung biegt. Diese unerwünschte Krümmung des Substrathalters 1 wirkt insbesondere auf die Plattenlagerung 2 zurück und beeinflusst damit auch das Krümmungsverhalten der Fixierplatte 3, sowie die Krümmung des auf der Fixierplatte 3 fixierten Substrats 7.Another problem is that any actuator 6, which is responsible for the deformation of the fixing plate 3, always has a Counterforce is generated. Generalized and expressed in physical terms, according to Newton's third law, a counterforce is created, normalized to the area, a corresponding counterpressure that bends the substrate holder 1 in the other direction. This undesirable curvature of the substrate holder 1 has a particular effect on the plate bearing 2 and thus also influences the curvature behavior of the fixing plate 3, as well as the curvature of the substrate 7 fixed to the fixing plate 3.

Das hängt mit dem oben genannten Problem zusammen, dass im Stand der Technik die Plattenlagerung 2 so ausgeführt sind, dass Reaktionskräfte und/oder Momente übertragen werden können. Auch wenn sich steuerungstechnisch ein Endzustand einstellt, ist eine Rückwirkung über den Substrathalter 1 feststellbar, die absolut unerwünscht ist, da Messungen gezeigt haben, dass sich dadurch ein durchzuführendes Bondergebnis verschlechtert. Es wird explizit erwähnt und hervorgehoben, dass die genannten mechanischen Rückkopplungseffekte selbstverständlich nicht von der Art des Stellmittels 6, im vorliegenden exemplarischen Fall eine Öffnung durch die ein Gas oder ein Gasgemisch strömt, abhängt, genauso wenig wie von der Existenz eines Hohlraums 5.This is related to the problem mentioned above, that in the prior art the plate bearings 2 are designed in such a way that reaction forces and/or moments can be transmitted. Even if a final state is reached in terms of control technology, a reaction can be detected via the substrate holder 1, which is absolutely undesirable, since measurements have shown that this worsens the bonding result to be achieved. It is explicitly mentioned and emphasized that the mechanical feedback effects mentioned do not depend on the type of actuating means 6, in the present exemplary case an opening through which a gas or a gas mixture flows, nor on the existence of a cavity 5.

Bei dem Stellmittel 6 kann es sich genauso gut um einen mechanisches Stellmittel, einen Stift, eine Piezosäule, einen Balg oder ein beliebig anderes Stellmittel handeln, welches die Fixierplatte 3 krümmen kann. In diesen Fällen würde es wahrscheinlich auch keinen entsprechenden Hohlraum 5 geben. Das grundsätzliche physikalische Gesetz verlangt immer, dass eine mechanische Rückkopplung auf den Substrathalter erfolgt.The actuating means 6 can just as well be a mechanical actuating means, a pin, a piezo column, a bellows or any other actuating means that can bend the fixing plate 3. In these cases there would probably be no corresponding cavity 5. The basic physical law always requires that there is mechanical feedback to the substrate holder.

Die folgenden Figurenbeschreibungen bzw. Figuren, die jeweils zwei Zustände von zwei erfindungsgemäßen Substrathaltern 1', 1" zeigen, sind so allgemein wie möglich gehalten, um das grundsätzliche Konzept zu veranschaulichen. Es handelt sich um eine möglichst einfache Beschreibung und um Prinzipskizzen, ohne den Anspruch auf Vollständigkeit. Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden danach in weiteren Figuren genauer beschrieben.The following figure descriptions or figures, each showing two states of two substrate holders 1', 1" according to the invention, are kept as general as possible in order to illustrate the basic concept. This is a description that is as simple as possible and contains schematic sketches, without any claim to completeness. The embodiments according to the invention are then described in more detail in further figures.

Die erfindungsgemäße Idee wird wieder mit Hilfe einer Vorrichtung veranschaulicht, in der ein Fluid verwendet wird, um in einem Hohlraum 5 einen Überdruck zu erzeugen, der die Fixierplatte 3, auf der das Substrat 7 fixiert wird, krümmt. Es wird erneut hervorgehoben, dass die erfindungsgemäße Idee nicht an die Verwendung eines Fluids und/oder einen Hohlraum 5 gebunden ist. Genauso gut könnte der erfindungsgemäße Aspekt mit Hilfe mechanischer, pneumatischer, elektrischer, piezoelektrischer Stellmittel 6 realisiert werden, wie in speziellen Ausführungsformen später noch gezeigt und dargelegt wird.The inventive idea is again illustrated with the aid of a device in which a fluid is used to generate an overpressure in a cavity 5, which curves the fixing plate 3 on which the substrate 7 is fixed. It is again emphasized that the inventive idea is not tied to the use of a fluid and/or a cavity 5. The inventive aspect could just as well be realized with the aid of mechanical, pneumatic, electrical, piezoelectric actuating means 6, as will be shown and explained later in specific embodiments.

Die Figur 2a zeigt eine schematische Darstellung eines Anfangszustandes eines erfindungsgemäßen Substrathalters 1' mit dem zumindest eine homogene Krümmung eingestellt werden kann. Es wird davon ausgegangen, dass der Substrathalter 1' einen so großen Biegewiderstand besitzt, dass das Problem der mechanischen Rückkopplung, dessen Eliminierung oder Reduzierung in späteren Figuren ausführlicher beschreiben wird, hier noch nicht auftritt. Eine Erhöhung des Biegewiderstands kann beispielsweise sehr einfach erreicht werden, indem man einige Bauteile des Substrathalters 1', insbesondere den Substrathalter 1' als Ganzes, dicker konstruiert. Wichtig ist die Lagerung 2`, die so gefertigt ist, dass keine oder nur sehr geringe Reaktionskräfte und/oder Momente auf die Fixierplatte 3 übertragen werden. Insbesondere ist die Form der Hohlraumplattenoberfläche 3h so gewählt, dass eine spätere Krümmung der Fixierplatte 3 eine wohldefinierte, insbesondere homogene, Krümmung erzeugt.The Figure 2a shows a schematic representation of an initial state of a substrate holder 1' according to the invention with which at least a homogeneous curvature can be set. It is assumed that the substrate holder 1' has such a high bending resistance that the problem of mechanical feedback, the elimination or reduction of which will be described in more detail in later figures, does not yet arise here. An increase in the bending resistance can be achieved very easily, for example, by designing some components of the substrate holder 1', in particular the substrate holder 1' as a whole, thicker. The bearing 2' is important, which is manufactured in such a way that no or only very low reaction forces and/or moments are transferred to the fixing plate 3. In particular, the shape of the cavity plate surface 3h is selected so that a later curvature of the fixing plate 3 produces a well-defined, in particular homogeneous, curvature.

Die Figur 2b zeigt eine schematische Darstellung eines Endzustandes eines erfindungsgemäßen Substratalters 1', mit dem zumindest eine homogene Krümmung eingestellt werden kann. Auch wenn der erfindungsgemäße Substrathalter 1' über einen höheren Biegewiderstand verfügt, muss er dennoch, wenn auch nur in geringem Ausmaß, bei der Verwendung eines Stellelements 6 ebenfalls leicht gekrümmt werden. Diese Krümmung ist aber auf Grund des relativ hohen Biegewiderstands relativ klein. Dennoch entstehen Kräfte und/oder Momente, die ohne die Lagerung 2' auf die Fixierplatte 3 übertragen werden würden.The Figure 2b shows a schematic representation of a final state of a substrate holder 1' according to the invention, with which at least a homogeneous curvature can be set. Even if the substrate holder 1' according to the invention has a higher bending resistance, it must still be slightly curved, albeit only to a small extent, when using an adjusting element 6. However, this curvature is relatively small due to the relatively high bending resistance. Nevertheless, forces and/or moments arise that would be transferred to the fixing plate 3 without the bearing 2'.

Durch die spezielle Lagerung 2' kann eine noch wohldefinierte, insbesondere homogene, Krümmung an der Fixieroberfläche 3f und damit am Substrat 7 eingestellt werden, da mögliche Reaktionskräfte und/oder Momente nicht oder nur in noch geringerem Ausmaß auf die Fixierplatte 7 übertragen werden. Die Lagerung 2` unterstützt dabei die Ausbildung einer homogenen Krümmung zusätzlich zu den bereits in Massivbauweise ausgeführten Bauteilen. Im speziellen Fall wird zur Einstellung der Krümmung ein Stellmittel 6 verwendet, bei dem es sich um eine Öffnung, eine Düse oder ein Ventil handelt, durch welches ein Fluid, insbesondere eine Gasmischung, vorzugsweise Luft, gepresst wird.The special bearing 2' allows a well-defined, in particular homogeneous, curvature to be set on the fixing surface 3f and thus on the substrate 7, since possible reaction forces and/or moments are not transferred to the fixing plate 7 or are only transferred to a lesser extent. The bearing 2` supports the formation of a homogeneous curvature in addition to the components already made of solid construction. In the special case, an adjusting means 6 is used to adjust the curvature, which is an opening, a nozzle or a valve through which a fluid, in particular a gas mixture, preferably air, is pressed.

Durch die Verwendung eines Fluids erlangt die erfindungsgemäße Ausführungsform mit der speziell geformten Hohlraumplattenoberfläche 3h besondere Bedeutung. Durch die Verwendung eines Fluids, welches einen homogenen und isotropen Druck auf die Hohlraumplattenoberfläche 3h ausübt, kann eine entlang der Hohlraumplattenoberfläche 3h angenommene Kraftverteilung, bei der die Kräfte immer normal auf die Hohlraumplattenoberfläche 3h stehen, angenommen werden.The use of a fluid gives the embodiment according to the invention with the specially shaped cavity plate surface 3h particular importance. By using a fluid that exerts a homogeneous and isotropic pressure on the cavity plate surface 3h, a force distribution can be assumed along the cavity plate surface 3h, in which the forces are always normal to the cavity plate surface 3h.

Durch diese Annahme wird es besonders einfach mit Hilfe numerischer Simulationen, insbesondere finite Elemente Methoden, eine geeignete Form der Hohlraumplattenoberfläche 3f zu berechnen, um die gewünschte, insbesondere homogene, Krümmung an der Fixieroberfläche 3f, und damit am fixierten Substrat 7, zu erhalten. Eine solche spezielle Form der Hohlraumplattenoberfläche 3f verbessert die Ausbildung einer homogenen Krümmung der Fixierplattenoberfläche 3f und damit des Substrats 7 noch weiter.This assumption makes it particularly easy to calculate a suitable shape of the cavity plate surface 3f with the help of numerical simulations, in particular finite element methods, in order to obtain the desired, in particular homogeneous, curvature on the fixing surface 3f, and thus on the fixed substrate 7. Such a special shape of the cavity plate surface 3f improves the formation of a homogeneous curvature of the fixing plate surface 3f and thus of the substrate 7 even further.

Die Figur 3a zeigt eine schematische Darstellung eines Anfangszustandes eines erfindungsgemäßen, weiter verbesserten, Substratalters 1" mit dem zumindest eine homogene Krümmung eingestellt werden kann und bei dem schädliche Einflüsse einer mechanischen Rückkopplung auf die Plattenhalterung 2' weiter minimiert werden kann. Eine derartige erfindungsgemäße Verbesserung ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die Substrathalter 1" relativ dünn konstruiert wurden und einen sehr geringen Biegewiderstand besitzen.The Figure 3a shows a schematic representation of an initial state of a further improved substrate holder 1" according to the invention, with which at least a homogeneous curvature can be set and in which harmful influences of mechanical feedback on the plate holder 2' can be further minimized. Such an improvement according to the invention is particularly advantageous when the substrate holder 1" is constructed relatively thin and has a very low bending resistance.

Dann kann die mechanische Rückwirkung nicht mehr vernachlässigt werden und sollte durch die verbesserte erfindungsgemäße Ausführungsform zumindest reduziert, vorteilhafterweise gänzlich eliminiert werden. Auf die Vorteile der speziell geformten Hohlraumplattenoberfläche 3h wird hier nicht mehr eingegangen. Der Substrathalter 1" verfügt über eine Fixierplatte 3 und eine Kompensationsplatte 3' die über eine Plattenlagerung 2' gelagert werden. Die Platten 3, 3' sind dabei so konstruiert und/oder gelagert, dass sie gekrümmt werden können.The mechanical reaction can then no longer be neglected and should at least be reduced, and advantageously completely eliminated, by the improved embodiment according to the invention. The advantages of the specially shaped cavity plate surface 3h will not be discussed here. The substrate holder 1" has a fixing plate 3 and a compensation plate 3' which are supported by a plate support 2'. The plates 3, 3' are designed and/or supported in such a way that they can be curved.

Der Vollständigkeit halber wird erwähnt, dass die Platte 3 theoretisch gesehen kein eigenes Bauteil sein muss, sondern Teil des Substrathalters 1' sein könnte. Wichtig ist nur das Vorhandensein einer Fixierplattenoberfläche 3f.For the sake of completeness, it is mentioned that the plate 3 does not theoretically have to be a separate component, but could be part of the substrate holder 1'. The only important thing is the presence of a fixing plate surface 3f.

Dadurch würden sich allerdings Randbedingungen ergeben, die die Erzeugung einer konstanten Krümmung der Fixierplattenoberfläche 3f nahezu unmöglich machen. Die erfindungsgemäß bevorzugteste Ausführungsform sieht daher vor, dass die Fixierplatte 3 ein eigenständiges Bauteil darstellt. Der erfindungsgemäße Effekt besteht daher vor allem in der Verwendung einer Kompensationsplatte 3'.However, this would result in boundary conditions that would make it almost impossible to produce a constant curvature of the fixing plate surface 3f. The most preferred embodiment according to the invention therefore provides that the fixing plate 3 represents an independent component. The effect according to the invention therefore consists primarily in the use of a compensation plate 3'.

Im weiteren Verlauf der Figurenbeschreibung wird daher jede erfindungsgemäße Ausführungsform mit der bevorzugten konstruktionstechnischen Lösung zweier Platten dargestellt. Insbesondere befinden sich Substratfixierungen 4 auf der Fixierplatte 3, mit deren Hilfe ein Substrat 7 an der Fixierplatte 3 fixiert werden kann. Wie die Substratfixierungen 4 angesteuert werden, ist für das Verständnis der Vorrichtung nicht von Relevanz und wird hier nicht näher erläutert. In den folgenden Figuren wird gezeigt werden, wie Substratfixierungen 4, die als Vakuumfixierungen ausgeführt sind, angesteuert werden.In the further course of the description of the figures, each embodiment according to the invention is therefore shown with the preferred design solution of two plates. In particular, substrate fixations 4 are located on the fixing plate 3, with the help of which a substrate 7 can be fixed to the fixing plate 3. How the substrate fixations 4 are controlled is not relevant for understanding the device and will not be explained in more detail here. The following figures show how substrate fixations 4, which are designed as vacuum fixations, are controlled.

Die Figur 3b zeigt eine schematische Darstellung eines Endzustandes des erfindungsgemäßen, weiter verbesserten, Substrathalters 1". Durch ein Stellmittel 6, im vorliegenden speziellen Fall eine Öffnung, ein Ventil oder eine Düse, wird ein Fluid in einen Hohlraum 5 gepresst, welches zu einer Krümmung der beiden Platten 3, 3' führt. Im Gegensatz zum Stand der Technik gemäß Figur 1a erfolgt keine Krümmung der Fixierung 2 oder anderen Teilen des Substrathalters 1' und damit entsteht kein zusätzliches, über die Fixierung 2 einwirkendes, Moment auf die Fixierplatte 3 und das darauf fixierte Substrat 7. Die Krümmung der Fixierplatte 3 erfolgt daher nur durch den Effekt des Stellmittels 6.The Figure 3b shows a schematic representation of a final state of the further improved substrate holder 1" according to the invention. A fluid is pressed into a cavity 5 by an adjusting means 6, in the present specific case an opening, a valve or a nozzle, which leads to a curvature of the two plates 3, 3'. In contrast to the prior art according to Figure 1a There is no curvature of the fixation 2 or other parts of the substrate holder 1' and thus no additional moment is created on the fixing plate 3 and the substrate 7 fixed thereon via the fixation 2. The curvature of the fixing plate 3 therefore only occurs due to the effect of the adjusting means 6.

Die Kompensationsplatte 3' kann daher als eine Art "Opferplatte" angesehen werden, deren einzige Aufgabe darin besteht, die Krafteinwirkung auf die restlichen Bauteile des Substrathalters 1' zu verhindern oder zumindest zu minimieren. Im speziellen Fall müssen die Platten 3, 3', insbesondere an deren Peripherie, abgedichtet werden. Auf die Darstellung der Einzelheiten, insbesondere der Dichtung, wird auf Grund der Übersichtlichkeit in dieser Prinzipskizze verzichtet. Die Abdichtung wird in einer später dargestellten Figur der bevorzugtesten Ausführungsform allerdings noch ausführlicher behandelt.The compensation plate 3' can therefore be regarded as a kind of "sacrificial plate" whose sole task is to prevent or at least minimize the force acting on the remaining components of the substrate holder 1'. In this specific case, the plates 3, 3' must be sealed, particularly at their periphery. For the sake of clarity, the details, particularly the seal, are not shown in this schematic diagram. The seal is, however, discussed in more detail in a figure of the most preferred embodiment shown later.

In den weiteren Figuren werden die unterschiedlichen erfindungsgemäßen Ausführungsformen einzeln und im Detail behandelt und dargestellt.In the following figures, the different embodiments according to the invention are discussed and illustrated individually and in detail.

Die Figur 4 zeigt eine erste, bevorzugte, erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der die beiden Platten 3, 3' auf ein elektrisches Potential mit demselben Vorzeichen, insbesondere demselben Wert, gesetzt werden. Um zu verhindern, dass die beiden Platten 3, 3' einen elektrisch leitenden, in sich geschlossenen Körper bilden, müssen die Platten 3, 3' an deren Kontaktpunkten mittels einer Elektrischen Isolation 14 voneinander elektrisch isoliert werden. Ansonsten würden gemäß den physikalischen Gesetzen alle Ladungen an den Hohlraumplattenoberfläche 3h, 3h`, die den Hohlraum 5 bilden, nach außen wandern.The Figure 4 shows a first, preferred embodiment according to the invention, in which the two plates 3, 3' are set to an electrical potential with the same sign, in particular the same value. In order to prevent the two plates 3, 3' from forming an electrically conductive, self-contained body, the plates 3, 3' must be electrically insulated from one another at their contact points by means of an electrical insulation 14. Otherwise, according to the laws of physics, all charges on the cavity plate surfaces 3h, 3h` that form the cavity 5 would migrate outwards.

Der in sich geschlossenen Körper würde einen faradayschen Käfig bilden und die Speicherung von Ladung nur an der Außenseite ermöglichen. Die elektrische Isolierung 14 sorgt dafür, dass die beiden Platten 3, 3', elektrostatisch betrachtet, nicht einen in sich geschlossenen, leitfähigen Körper, sondern jeweils einen leitfähigen Körper bilden. Dadurch ist die Erzeugung von Ladungen an den Substratoberflächen, die den Hohlraum 5 bilden, möglich. Die auf den Hohlraumplattenoberfläche 3h, 3h` befindlichen Ladungen bzw. die beiden Platten 3, 3` selbst stellen, zusammen mit dem notwendigen Stromkreis 15, dementsprechend das Stellmittel 6` dar.The self-contained body would form a Faraday cage and would only allow the storage of charge on the outside. The electrical insulation 14 ensures that the two plates 3, 3', viewed electrostatically, do not form a self-contained, conductive body, but rather a conductive body each. This makes it possible to generate charges on the substrate surfaces that form the cavity 5. The Charges or the two plates 3, 3` themselves, together with the necessary circuit 15, accordingly represent the actuating means 6`.

Die Figur 5 zeigt eine zweite, bevorzugte, erfindungsgemäße Ausführungsform, bei der sich ein Stellmittel 6" zwischen den beiden Platten 3, 3' befindet. Bei dem Stellmittel 6" kann es sich beispielsweise um ein elektrisch und/oder pneumatisch und/oder hydraulisch ansteuerbares mechanisches Stellelement handeln. Denkbar wäre auch die Verwendung einer elektrisch ansteuerbaren Piezosäule. Bei dem Stellmittel 6" könnte es sich auch um zwei sehr starke Elektromagneten handeln, die elektrisch angesteuert zwei Magnetfelder erzeugen und sich so voneinander abstoßen, dass die beiden Platten 3, 3' auseinandergetrieben werden. Denkbar wäre auch eine Ausführungsform, bei der zwei Platten auf dasselbe elektrische Potential gesetzt werden und sich durch ihre elektrostatische Ladung abstoßen.The Figure 5 shows a second, preferred embodiment according to the invention, in which an actuating means 6" is located between the two plates 3, 3'. The actuating means 6" can be, for example, an electrically and/or pneumatically and/or hydraulically controllable mechanical actuating element. It would also be conceivable to use an electrically controllable piezo column. The actuating means 6" could also be two very strong electromagnets which, when electrically controlled, generate two magnetic fields and repel each other in such a way that the two plates 3, 3' are driven apart. An embodiment would also be conceivable in which two plates are set to the same electrical potential and repel each other through their electrostatic charge.

Die Figur 6a zeigt die dritte, bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform in einer Seitenansicht, einer Detailansicht und einer Aufsicht in einem Ausgangszustand. Bei dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform handelt es sich um eine sehr viel detaillierter beschriebene Ausführungsform aus den Figuren 3a und 3b. Die Darstellung umfasst (i) das speziell gefertigte Lager 2`, über das möglichst keine oder nur sehr geringe Reaktionskräfte und/oder Momente übertragen werden können, sowie (ii) die Kompensationsplatte 3'.The Figure 6a shows the third, preferred embodiment of the invention in a side view, a detailed view and a top view in an initial state. This embodiment of the invention is an embodiment described in much more detail from the Figures 3a and 3b The illustration includes (i) the specially manufactured bearing 2', via which no or only very small reaction forces and/or moments can be transmitted, and (ii) the compensation plate 3'.

Die Wichtigkeit dieser Ausführungsform beruht vor allem darauf, dass zur Krümmung der beiden Platten 3, 3' ein Fluid verwendet wird, welches aufgrund eines statischen Drucks eine isotrope, d.h. gleichmäßige Kraftwirkung auf die beiden Platten 3, 3', insbesondere aber die Fixierplatte 3 besitzt. Alle genannten Merkmale in der Figur 6a können insbesondere auch in den vorher genannten und behandelten Substrathaltern der Figuren 3 und 4 verwendet werden. Auf Grund der Wichtigkeit dieser Ausführungsform werden sie in dieser Figur allerdings genau beschrieben.The importance of this embodiment is based primarily on the fact that a fluid is used to bend the two plates 3, 3', which fluid has an isotropic, ie uniform, force effect on the two plates 3, 3', but in particular the fixing plate 3, due to a static pressure. All of the features mentioned in the Figure 6a can also be used in the previously mentioned and treated substrate holders of the Figures 3 and 4 However, due to the importance of this embodiment, they are described in detail in this figure.

Vorzugsweise wird die Fixierplattenoberfläche 3f der Fixierplatte 3 an ihrer Peripherie über einen Plattenlagerungsvorsprung 2`v und die Plattenoberfläche 3h der Fixierplatte 3 über eine Dichtung 12 gelagert bzw. kontaktiert. Die Dichtung 12 wiederum liegt vorzugsweise auf der unteren Kompensationsplatte 3', insbesondere auf einem Plattenlagerungspodest 2`p, auf. Die Dichtung 12 dichtet die Peripherien der Platten 3, 3' gegeneinander ab und erlaubt dennoch die Krümmung beider Platten 3, 3'.Preferably, the fixing plate surface 3f of the fixing plate 3 is supported or contacted at its periphery via a plate support projection 2'v and the plate surface 3h of the fixing plate 3 via a seal 12. The seal 12 in turn preferably rests on the lower compensation plate 3', in particular on a plate support platform 2'p. The seal 12 seals the peripheries of the plates 3, 3' against each other and still allows the curvature of both plates 3, 3'.

An dieser Stelle wird noch einmal erwähnt, dass die Krümmungen extrem gering, d.h. die Krümmungsradien sehr groß sind. Ein Punkt auf einer beliebigen Oberfläche einer der beiden Platten 3, 3` wird sich in z-Richtung nur um einige wenige Nanometer, Mikrometer, in den seltensten Fällen aber um Millimeter, verschieben. Derartig geringe Krümmungen gestatten es auch, eine derart filigrane Konstruktion mechanisch stabil zu halten. Insbesondere kann dadurch der Plattenlagerungsvorsprung 2`v sehr fein ausgeführt werden.At this point it should be mentioned again that the curvatures are extremely small, i.e. the radii of curvature are very large. A point on any surface of one of the two plates 3, 3' will only move in the z-direction by a few nanometers, micrometers, but in very rare cases by millimeters. Such small curvatures also make it possible to keep such a delicate construction mechanically stable. In particular, the plate bearing projection 2'v can be made very fine.

Das Substrat 7 wird durch eine Substratfixierung 4 fixiert. Im speziellen Fall zeigt die Zeichnung, dass Teile der Substratfixierung 4 durch den Hohlraum 5 reichen. Diese Teile sind insbesondere dehnbar ausgeführt. Es kann sich dabei beispielsweise um einen Schlauch, ein nachgeführtes Rohr oder jede beliebige andere Leitung handeln, die in der Lage ist, den Bereich zwischen dem Substrat 7 und der Fixierplatte 3 zu evakuieren. Insbesondere existieren mehrere Ausgangsöffnungen der Substratfixierung 3, die insbesondere symmetrisch um das Zentrum angeordnet sind. Dadurch wird es ermöglicht, dass sich im Zentrum der Fixierplatte 3 ein Pin 11 befinden kann, was sich positiv auf das Bondverhalten auswirkt.The substrate 7 is fixed by a substrate fixation 4. In the specific case, the drawing shows that parts of the substrate fixation 4 extend through the cavity 5. These parts are designed to be stretchable. This can be, for example, a hose, a guided pipe or any other line that is able to evacuate the area between the substrate 7 and the fixing plate 3. In particular, there are several exit openings of the substrate fixation 3, which are arranged symmetrically around the center. This makes it possible for a pin 11 to be located in the center of the fixing plate 3, which has a positive effect on the bonding behavior.

Die Figur 6b zeigt die dritte, bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform in einer Seitenansicht in einem Endzustand. Das Stellmittel 6, in diesem speziellen Fall eine nicht zentrische Öffnung, ein Ventil oder eine Düse, pumpt ein Fluid in den Hohlraum 5. Das Fixiersubstrat 3 wird erfindungsgemäß gekrümmt. Die Krümmung der Kompensationsplatte 3' erfolgt vorzugsweise bis zu einer Nut 13, die vollumfänglich in die Kompensationsplatte 3' eingebracht wurde.The Figure 6b shows the third, preferred embodiment according to the invention in a side view in a final state. The actuating means 6, in this special case a non-centric opening, a valve or a nozzle, pumps a fluid into the cavity 5. The fixing substrate 3 is curved according to the invention. The curvature of the compensation plate 3' preferably takes place up to a groove 13, which has been completely introduced into the compensation plate 3'.

Damit wird die Krümmung auf den zentrischen Teil der Kompensationsplatte 3' konzentriert und es wird sichergestellt, dass ein noch geringeres Moment und/oder eine noch geringe Kraft auf die Plattenlagerung 2`, die in diesem Fall speziell aus einem Plattenlagerungsvorsprung 2`v, einer Dichtung 12 und einem Plattenlagerungspodest 2`p besteht (siehe Vergrößerungsansicht in der Figur 6a), mechanisch einwirkt. Durch diese weitere erfindungsgemäße konstruktionstechnische Verbesserung wird eine mechanische Rückkopplung auf die Fixierplatte 3 gänzlich verhindert bzw. so weit minimiert, dass sie vernachlässigbar ist.This concentrates the curvature on the central part of the compensation plate 3' and ensures that an even smaller moment and/or force is applied to the plate bearing 2`, which in this case consists specifically of a plate bearing projection 2`v, a seal 12 and a plate bearing platform 2`p (see enlarged view in the Figure 6a ), mechanically. This further structural improvement according to the invention completely prevents mechanical feedback on the fixing plate 3 or minimizes it to such an extent that it is negligible.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1,1',1",1‴1,1',1",1‴
SubstrathalterSubstrate holder
2, 2`2, 2`
PlattenlagerungPlate storage
2`v2`v
PlattenlagerungsvorsprungPlate bearing projection
2`p2`p
PlattenlagerungspodestPlate storage platform
33
FixierplatteFixing plate
3'3'
KompensationsplatteCompensation plate
3f3f
FixierplattenoberflächeFixing plate surface
3h, 3h`3h, 3h`
HohlraumplattenoberflächeCavity panel surface
44
SubstratfixierungSubstrate fixation
55
Hohlraum/ZwischenraumCavity/space
6, 6', 6"6, 6', 6"
Stellmittel/KrümmungsmittelAdjusting agent/curving agent
77
SubstratSubstrat
1111
Stifte (engl.: pins)pins
1212
Dichtung, insbesondere DichtringSeal, especially sealing ring
1313
NutGroove
1414
Elektrische IsolierungElectrical insulation
1515
StromkreisCircuit

Claims (11)

  1. A substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) for curving a substrate (7), comprising
    - a fixing plate (3) for fixing the substrate (7),
    - curving means (6, 6', 6") for curving the fixing plate (3),
    wherein the fixing plate (3) is constituted such that the curvature of the substrate (7) can be adjusted in a targeted manner, and characterised in that the fixing plate (3) is mounted in an articulated manner.
  2. The substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to claim 1, wherein the thickness of the fixing plate (3) is varied.
  3. The substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to at least one of the preceding claims, wherein a homogeneous curvature of the substrate (7) can be adjusted.
  4. The substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to at least one of the preceding claims, wherein the rear side of the fixing plate (3) is formed such a way that a homogeneous curvature of the fixing plate (3) results.
  5. The substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to at least one of the preceding claims, wherein reaction forces generated during the curving of the fixing plate (3) can be compensated by at least one compensation means (3'), in particular a curvable compensation plate (3').
  6. The substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to at least one of the preceding claims, wherein the fixing plate (3) is thicker in the centre than at the edge.
  7. The substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to at least one of the preceding claims, wherein the fixing plate (3) is formed tapered towards the edge.
  8. The substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to at least one of the preceding claims, wherein the fixing plate (3) is formed symmetrical to the centre.
  9. A device, in particular a bonding device, comprising at least one substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to at least one of the preceding claims.
  10. A method for bonding two substrate (7), comprising the following steps, wherein:
    - a first substrate is fixed on a first substrate holder (1',1", 1"',1"") according to any one of the preceding claims,
    - a second substrate is fixed on a second substrate holder (1',1", 1‴,1ʺʺ) according to any one of the preceding claims,
    - the substrates (7) are aligned with one another,
    - at least one of the substrates (7) is curved,
    - the substrates (7) are brought into contact,
    characterised in that the curvature of at least one of the substrates (7) is adjusted in a targeted manner.
  11. The method according to claim 10, wherein the curvature of at least one of the substrates (7) is adjusted homogeneous.
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